畜禽养殖场臭气治理技术研究进展

随着我国畜禽养殖规模逐渐扩大,畜禽养殖场产生的臭气问题日渐突出。在畜禽养殖过程中,养殖场的臭气主要来源于畜禽粪尿、畜禽自身排出气体、饲料残渣、污水、堆肥间等,臭味大多与氨气、硫化氢、吲哚、粪臭素等相关,其中含量较多的成分是氨气和硫化氢,会对生态环境和人体健康甚至畜禽本身产生严重危害,因此对畜禽养殖场臭气的治理迫在眉睫。针对养殖场臭气治理,可采用源头减排、过程控制和末端治理三大途径,从异位和原位进行臭气控制:异位控制是通过物理、化学和生物法对已经释放的臭气进行末端控制;原位控制是通过一些饲料添加剂对畜禽体内进行调控,从而实现过程控制和源头减排臭气,以此减轻养殖场臭气产生的危害。本文基于国内外养殖场臭气治理的相关研究,系统梳理了养殖场臭气的治理技术,并分别对各个技术进行了相关典型案例分析,为养殖场臭气治理的研究提供了一定的技术参考。

微氧射流技术在慢性伤口患者中的应用

目的:探讨微氧射流技术在慢性伤口患者中的应用效果。方法:选取2022年11月1日~2023年10月31日收治的60例慢性伤口患者作为研究对象,采用随机数字表法分为研究组和对照组各30例,对照组接受常规换药处理,研究组在对照组基础上接受微氧射流技术;比较两组愈合疗效、住院情况、生活质量[采用健康调查简表(SF-36)]、细菌阳性率。结果:研究组创面愈合总有效率高于对照组(P<0.05);研究组换药消耗时间、伤口愈合时间、换药次数、创面深度均低于对照组(P<0.01);干预后,两组SF-36评分均高于干预前(P<0.05),且研究组高于对照组(P<0.01);研究组铜绿假单菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及其他菌总阳性率低于对照组(P<0.05)。结论:微氧射流技术能改善慢性伤口患者愈合情况,抑制细菌繁殖,降低细菌阳性率,提高创面愈合疗效和患者生活质量。

珠三角城市群流动人口留城意愿的差异——基于地方效用理论视角的分析

在城乡户籍制度不断改革与“城—城”流动人口比例不断上升的背景下,对新时期户籍政策下流动人口户籍身份差异对留城意愿影响的研究还较少。基于地方效用理论,通过统计分析和Logistic模型,利用珠三角城市群六市调查数据,可对流动人口中的城乡差异现象及对留城意愿的影响进行分析,结果如下。一是“城—城”流动人口经济与技能条件较好、家庭社会融入程度较强,满足积分落户条件的占比也更高;“乡—城”流动人口拥有耕地、宅基地的比例较高;性别、年龄特征则差别不大。二是模型1、模型2表明,经济技能、家庭社会、满足积分落户条件等因素对流动人口留城意愿产生正面效用,拥有耕地、宅基地则产生负面效用,因此,“城—城”流动人口在迁入地城市定居往往能获得更高的地方效用,也更倾向于留城。三是模型3、模型4表明,经济与社会属性分别对“乡—城”流动人口和“城—城”流动人口留城意愿总体上仍产生显著影响,作用效用方向与模型1相似,但职业、收入对“城—城”流动人口地方效用及留城意愿影响相对较小。

黑水虻幼虫肠道微生物的功能及组学应用

黑水虻Hemertia illucens幼虫肠道中栖息着许多种类的微生物,这些微生物与宿主之间的相互作用极为复杂,它们可以影响宿主的生长发育、繁殖能力、营养代谢、行为偏好和寿命。此外,它们还可以调节宿主的免疫系统并保护宿主免受病原体的侵害。深入了解微生物与黑水虻的互作机制,有助于优化黑水虻的生长环境,从而实现更高效的人工繁育。相关文章对微生物与黑水虻互作机理进行了总结,但这些研究方法只能提供微生物群落的结构信息,而无法揭示微生物的功能和代谢能力。因此,宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和代谢组学逐渐被应用,这些技术除了提供关于微生物种群的完整分类,还揭示了它们的功能和代谢能力。通过了解肠道菌群的组成和功能,可以有效调整黑水虻的饲料、饲养环境和生长条件,从而提升黑水虻肠道菌群的稳定,提高黑水虻的生产性能和经济效益。

粪肥还田模式对麦田温室气体和氨排放及土壤固碳的影响

为明确不同类型粪肥还田和水稻秸秆还田对麦田温室气体和氨排放及土壤固碳量的影响,本研究设置化肥+水稻秸秆还田、堆肥配施化肥+水稻秸秆还田、沼液配施化肥+水稻秸秆还田、粪浆配施化肥+水稻秸秆还田和沼液配施化肥+水稻秸秆离田5种处理,分析不同粪肥还田模式对麦田碳氮气体排放、全球增温潜势(GWP)、净全球增温潜势(NGWP)和土壤固碳量的影响。结果表明:粪肥还田处理的累积CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O、NH_(3)排放量较化肥+水稻秸秆还田处理基本都有不同程度的增加。不同处理麦田GWP均以N_(2)O排放为主,贡献率为67.4%~74.9%,其中粪浆配施化肥+水稻秸秆还田处理的GWP最高。堆肥配施化肥+水稻秸秆还田处理的麦田NH_(3)累积排放量和气态氮(NH_(3)-N和N_(2)O-N)排放总量最大。沼液配施化肥+水稻秸秆还田处理麦田的GWP和耕层土壤固碳量分别比沼液配施化肥+水稻秸秆离田处理增加20.6%和2.87倍,NGWP由正转负。与化肥+水稻秸秆还田处理相比,粪肥配施化肥+水稻秸秆还田处理可以大幅提高麦田耕层土壤固碳量,且NGWP为负值,其中,粪浆配施化肥+水稻秸秆还田模式的效果最好。本研究结果可为粪肥利用和农田减排固碳提供依据。

沼液兼养培养微藻潜力及不同有机碳源影响

利用沼液培养微藻可在收获藻生物质的同时回收碳、氮、磷养分,是沼液资源化利用极具潜力的途径。与光合自养相比,兼养培养可实现藻生物量快速积累,且对光、碳利用灵活,与透光性不佳的沼液相性较好,但目前缺乏相关研究论证其可行性。本文首先选取了小球藻Chlorella sp.、蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa、栅藻Scenedesmus sp.,以葡萄糖为碳源利用猪粪沼液对3株微藻进行了兼养培养。结果显示,兼养策略可在大幅强化藻生物量积累的同时协同提升沼液污染物去除。其中,Chlorella pyrenoidosa展现出最佳的生物量及养分去除优势,培养7 d生物量可达1.51 g·L^(-1),为光合自养的6.12倍,沼液COD、氨氮、总氮、总磷去除率较自养分别提高了20、36、41个和32个百分点。本研究进一步考察了具备两种典型碳代谢路径的有机碳源(葡萄糖-三羧酸循环,乙酸钠-乙醛酸循环)对Chlorella pyrenoidosa沼液兼养培养的影响,发现葡萄糖相较于乙酸钠更适宜作为沼液兼养培养的有机碳源,且葡萄糖浓度与利用效率呈负相关,1 g·L^(-1)葡萄糖浓度条件下Chlorella pyrenoidosa具有最高的单位有机碳生物量产率。此外,兼养微藻通过代谢葡萄糖可协同提升光合性能,使PSⅡ最大量子产量、实际量子产量、调节性能量耗散量子产量等维持较高水平,既弥补了沼液弱透光下光能不足,也强化了持续光照后的光系统损伤恢复机制。因此,本研究认为以添加1 g·L^(-1)葡萄糖的沼液兼养培养Chlorella pyrenoidosa是克服沼液养藻光衰减等不利因素,强化微藻生物量产量及养分回收效率的有效方式,在畜禽养殖场沼液生物消纳与资源化利用方面有较好的应用前景。

发酵助剂配方优化对小麦秸秆厌氧消化产甲烷的研究

试验旨在研究不同种类及不同复配方式的添加剂对小麦秸秆厌氧消化(anaerobic diges⁃tion,AD)的影响。研究了四氧化三铁纳米颗粒(Fe_(3)O_(4)nanoparticles,NPS-Fe_(3)O_(4))、三氧化二铁纳米颗粒(Fe_(2)O_(3)nanoparticles,NPS-Fe_(2)O_(3))、四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))、三氧化二铁(Fe_(2)O_(3))、氯化亚铁(FeCl_(2))、血晶素(hemin)、皂苷(Ginsenoside Rg1,Rg1)七种外源添加剂在不同添加浓度及搭配方式对AD产甲烷的影响。结果表明:单独添加各发酵助剂均可显著提高AD的累计甲烷产量,混合添加后提升效果反而降低。其中单独添加100 mg/L Fe_(2)O_(3)的提升效果最好,累计甲烷产量达到207 mL/g,比空白组提高了86%。通过不同复配方式添加发酵助剂的试验结果显示,混合添加100 mg/L FeCl_(2)+1 mg/L hemin的提升效果最好,累计甲烷产量达到192 mL/g,比空白组高出了70%。试验所用的发酵助剂提高了小麦秸秆厌氧消化效率,为农业废弃物厌氧处理提供进一步技术支撑。

菌酶协同高效制备黑水虻蛋白肽及其生物活性研究

为确定黑水虻虫浆蛋白肽的最佳制备条件,试验以新鲜黑水虻虫浆为原料,利用黑曲霉(Aspergillus niger)结合外源酶制剂胰蛋白酶作为菌酶发酵剂进行发酵。采用单因素和响应面法优化发酵工艺,通过单因素试验对接菌量、加水量、加酶量及发酵时间4个工艺参数进行研究,测定蛋白肽产量,在此基础上通过响应面法优化菌酶协同发酵工艺,建立回归预测模型。结果表明,黑水虻蛋白肽的最佳菌酶协同工艺条件为加水量32%、接菌量4.0%、加酶量0.1%、发酵时间35 h。在此条件下黑水虻蛋白肽产量可达295.57 mg/g,较未发酵组提升了92.0%,体外总抗氧化能力提升50.27%;黑水虻虫浆抗菌肽对金黄色葡萄球菌抑菌活性较未发酵组提升31.82%。说明菌酶协同制备的黑水虻蛋白肽具有更强的抗氧化活性,黑水虻抗菌肽具有更高的抑菌活性。

黑水虻养殖虫料分离方法及设备的研究进展

黑水虻(Hermetia illucens L.)是一种资源昆虫,其幼虫可将有机废弃物转化成高价值饲料蛋白,常被用于处理畜禽粪便、厨余垃圾等,同时也可杀灭废弃物中的致病菌,阻止其在食物链中传播,黑水虻这些特性为有机废弃物高效无害化处理和高值资源化转化提供了新方向。目前,在黑水虻幼虫和养殖基料分离方面存在分离效率低、成本高、缺少自动化分离设备等问题,严重制约了黑水虻养殖产业的发展。笔者对目前国内外有关黑水虻虫粪分离方法(包括光照分离法、氧气分离法、饵料诱捕法、加热分离法、风机筛分法、机械振动筛分法、离心力筛分法、人工筛分法)及分离设备在实际生产中的应用现状进行了综述,探讨和分析了黑水虻幼虫分离收集过程中面临的主要问题、分离意义及未来研究方向,以期为我国大规模黑水虻养殖中的分离收集工艺技术改进和设备研制提供参考。

黑水虻生物堆肥处理鸡粪养分转化及气体排放规律研究

[目的]本研究旨在探究添加黑水虻幼虫对鸡粪堆肥养分含量、腐熟度及气体排放变化的影响,为推广黑水虻生物堆肥处理鸡粪提供科学依据。[方法]本研究设置了2个处理,新鲜鸡粪添加黑水虻幼虫(黑水虻处理组)与不添加黑水虻幼虫处理(对照组),比较不同堆肥处理理化性质变化、温室气体与氨气排放变化规律。[结果]黑水虻生物堆肥转化鸡粪料虫比为6.70,生物转化率为38.3%,物料鲜重减量率为66.0%,对照组物料的鲜重减重率仅为47.6%;在周期为12 d的试验中,黑水虻处理组CO_(2)累积排放量在前6 d低于对照组,后期CO_(2)累积排放量高于对照组,而CH_(4)排放量远低于对照组,黑水虻处理组与对照组均未检测到N_(2)O的明显排放,黑水虻处理组非CO_(2)全球增温潜势显著低于对照组,仅为对照组的7.09%;黑水虻处理组NH3累积排放量高于对照组。[结论]黑水虻能直接实现高湿物料鸡粪的减量化处理,并转化为有经济价值的虫体及虫粪,且温室气体的排放潜势显著低于对照组,是一种低碳高效高值的畜禽粪污处理模式。

黑水虻高密度养殖料温监测预警策略研究

采用实验室盒养方式,在高密度投虫工况下,考察不同深度料温、不同料温监测方式以及不同监测点位等因素对黑水虻Hermetia illucens转化鸡粪原料过程中料温监测效果的影响,以期优选出更有效的黑水虻养殖料温监测预警策略。结果表明,黑水虻养殖物料表面温度明显高于其余深度,随着物料深度增加呈逐渐降低趋势,并且各深度料温与表面料温呈正相关关系(P<0.05);热电阻、红外传感器和红外热成像等不同测温方式均可以测量料温,通过对非接触测温方式与热电阻实测物料表面温度进行相关性分析发现,红外传感器测温方式具有更好的相关性,其二次多项式拟合方程精度最高(R^(2)=0.952);从不同测温位置效果分析,整个养殖周期中心点平均料温明显高于四周,可作为黑水虻养殖料温高温预警的主要监测点。该研究结果为后续研究料温调控策略和黑水虻养殖环境智能控制系统提供了科学依据。

江苏省大中型沼气工程调查及沼液生物学特性研究

近年来,中国大中型沼气工程发展迅速,然而有关沼气工程运行情况的研究甚少。为探索沼气工程运行中存在的问题,该文对江苏省21家畜禽养殖场大中型沼气工程进行了实地调查,并采集发酵料液以及出料样品,分析了进出料液COD(化学需氧量)质量浓度、沼液产气潜力、粪大肠菌群数等指标。结果表明:江苏省沼气工程设计施工规范,配套设施较完备,但运行效率低,沼气、沼液处理或利用能力低。大多数沼气工程以处理养殖废水为主,发酵料液固体质量分数<3%,62%的出料沼液的COD质量浓度达到5000mg/L以上;沼液残余产气潜力较大,在35℃条件下,有12家沼气工程的沼液残余产甲烷量达100mL/L以上。沼气发酵处理可以显著降低粪大肠菌群含量,平均可减少92.9%,但厌氧消化后的沼液中仍含有较高浓度粪大肠菌群,不能达到无害化要求。该调查结果可为畜禽养殖场沼气工程的健康稳定运行与管理提供科学依据。

畜禽养殖场排放物病原微生物危险性调查

以粪大肠菌群和沙门菌为指标,采集江苏省内10家不同养殖类型畜禽养殖场的排放物及其周边水、土样共37个进行观察与计数,同时分析排放污水中大肠杆菌的耐药性以及禽畜排泄物对土壤和水体耐药细菌数的影响。结果表明:调查的10家养殖场中有9家粪便未经无害化处理直接排放到水体或施于农田,且排放物的粪大肠菌群数全部严重超标,沙门菌检出率达19%,施新鲜粪肥的土壤中粪大肠菌群数(MPN,最大可能数)在105g-1以上,水体中分离出的大肠杆菌表现出多重耐药性,抗生素抗性细菌总数也远高于未施新鲜粪肥的土壤及水体。

鲜水葫芦与其汁液厌氧发酵产沼气效率比较

为开发高效处理水葫芦的厌氧发酵产沼气技术,该文在35℃中温条件下,分别以鲜水葫芦和经固液分离的水葫芦汁为发酵底物,应用实验室自行设计的2套完全混合搅拌反应器(CSTR)进行了厌氧发酵比较研究。结果表明,以水葫芦为底物直接进行厌氧发酵,最大容积负荷为2.0kg/(m3·d),挥发性固体(VS)产气率为267mL/g,容积产气率为0.61m3/(m3·d),滞留期为27d,平均甲烷体积分数为58%,而以水葫芦汁为底物,COD(化学需氧量)容积负荷可达6.0kg/(m3·d),原料(COD)产气率为231mL/g,容积产气率可达1.4m3/(m3·d),平均甲烷体积分数为66%,滞留期仅需2.4d,COD平均去除率达85%,MLVSS(挥发性悬浮物浓度)平均去除率可达88%。因此,对水葫芦进行固液分离,以水葫芦汁作为厌氧发酵原料可大大提高处理效率,为水葫芦资源化利用提供了一条新途径。

水葫芦能源利用的生命周期环境影响评价

水葫芦厌氧发酵能源化利用已成为水葫芦处理与资源化利用的一个重要途径,以江苏省农业科学院水葫芦中试基地与常州市武进区水葫芦综合利用示范工程为案例,利用生命周期评价的方法建立水葫芦厌氧发酵产沼气工程污染物排放的清单,并对系统生命周期环境影响进行评价,以水葫芦能源利用产生1MWh电能为功能单位,评价其对环境产生的影响。研究过程将整个生命周期分成3个阶段:水葫芦厌氧发酵预处理、水葫芦厌氧发酵产沼气发电和沼液沼渣农田应用,重点考虑了3种环境影响类型:全球变暖、环境酸化和富营养化。评价结果为:各类型环境影响指数分别为2.1×10-3、4.89×10-2和1.98×10-1,与能源作物发电及传统火力发电相比较,水葫芦厌氧发酵能源化利用中的CO2、SOx、NOx等污染物排放量均较低,对环境的负面影响最小,但水葫芦能源利用的生命周期效率仅为0.09,低于能源作物热电联用的技术途径(0.119)。降低水葫芦厌氧发酵能源化利用中的石化能源消耗、控制堆肥及沼液沼渣有机肥施用过程中氨挥发损失,对于提高水葫芦能源转化效率与降低环境影响指数至关重要。

番茄拮抗内生细菌102菌株的分离及其防病促生作用

通过对峙拮抗与盆栽试验,进行了番茄内生细菌的筛选与初步鉴定,并研究了内生细菌对番茄青枯病的防治效果与促进番茄生长的作用。结果表明:从健康番茄植株体内分离获得了对番茄青枯病病原菌具有拮抗作用的内生细菌102菌株,初步鉴定该菌株为土生克雷伯氏菌(Klebsiella terrigena);该菌株能在番茄植株体内定殖,对番茄青枯病室内盆栽防治效果达55.6%,并显著促进番茄植株生长,提高番茄产量。

水葫芦厌氧发酵特性研究

采用批次发酵方法,研究了不同生长状态水葫芦产气潜力、酸化特征。结果表明:处于不同生长状态的水葫芦产气潜力相差较大,正值分蘖期的水葫芦产气潜力达到336 ml/g(总固体,TS)和517 ml/g(挥发性固体,VS),而处于越冬缓慢生长期的水葫芦产气潜力仅为231 ml/g(TS)和266 ml/g(VS),前者的VS降解率是后者的1.48倍;水葫芦厌氧发酵过程中,甲烷最高含量可达75%;水葫芦酸化过程较快,pH经暂短下降后,迅速恢复到7.0左右,产生的有机酸主要是乙酸和丙酸,在有机酸含量最高时分别占总有机酸的46.70%、46.45%。

番茄内生菌102安全性及其拮抗物质初步研究

通过平皿拮抗试验测定了番茄内生菌 10 2菌株无菌滤液对番茄青枯病的抑菌活性 ,以及该菌产生的拮抗物质的热稳定性 ,并通过硫酸铵沉淀及乙醚萃取对 10 2菌株产生的拮抗物质进行提取。初步结果表明 ,该菌产生的拮抗物质具有一定的耐热性 ,10 0℃水浴 10min其拮抗活性保持不变 ,该拮抗物质为非蛋白质类的脂溶性物质。小鼠经口急性毒性试验、豚鼠角膜试验、药敏试验、溶血试验及急性致病试验表明 ,10 2菌株为微毒无致病性菌 ,可以安全使用。

厌氧CSTR反应器处理水葫芦挤压汁研究

在中温(35℃)条件下,应用改进的CSTR反应器对新鲜水葫芦汁进行厌氧发酵试验,采取逐步提高有机负荷的运行方式,将有机负荷由0.5 kg COD.m-3.d-1逐步提高到5.0 kg COD.m-3.d-1,HRT(水力滞留时间)也由起始的5 d逐步缩短至2.5 d,系统运行40 d,结果表明:系统启动迅速,运行至第30 d,反应器容积负荷达到5 kg COD.m-3.d-1,此后在HRT为2.5 d条件下,稳定运行10 d,其COD的去除率在75%以上,容积产气率可达1.1 m3.m-3.d-1,甲烷含量>65%。

定向凝固高铬铸铁Cr28的组织和腐蚀磨损性能

研究了定向凝固工艺制备的高铬铸铁Cr28的组织和性能，并将其与普通砂型铸造制备的高铬铸铁Cr28及Cr15M03进行比较。结果表明：本实验中所采用的简易定向凝固工艺能够实现高铬铸铁碳化物的定向排列，且与激冷面距离不同处，碳化物形态、分布和平均间距不同；在高温热强碱冲蚀磨损实验中，垂直于磨损面定向排列且分布较均匀的碳化物能使定向凝固高铬铸铁具有更好的耐磨蚀性能，碳化物平均间距λ在16～17μm之间时其耐磨蚀性能最佳；相对硬度而言，定向凝固得到的定向排列的碳化物对材料耐磨蚀性的影响更为突出。