餐厨垃圾发酵液淋洗前后土壤肥力及微生物多样性变化

餐厨垃圾发酵液中含有丰富的有机酸和氮磷元素,经预处理后可施用土壤。研究餐厨垃圾发酵液淋洗对土壤肥力和微生物群落的影响,结果发现,淋洗后的土壤中有机质、阳离子交换量、有效氮磷等含量明显提高,但是p H略有下降。采用高通量测序法研究了土壤淋洗前后的Alpha多样性、物种组成和丰度及菌群结构。结果表明:发酵液淋洗土壤和原始土壤的微生物种类数大体相同,原始土壤,发酵液淋洗24 h,水淋洗24 h的操作分类单元(operational taxonomic units,OTU)分别为981,971,725。从门水平看,原始土壤和发酵液淋洗土壤的优势菌门相同为Proteobacteria (变形菌门)、Firmicutes (厚壁菌门)、Acidobacteria (酸杆菌门),其中Firmicutes (厚壁菌门)所占比例最大为34. 0%～46. 8%;水淋洗土壤优势菌门为Proteobacteria (变形菌门),比例为84. 1%。从属水平看,原始土壤优势菌属Bacillus (芽孢杆菌属),占30. 5%,发酵液淋洗24h后,优势菌属为Lactobacillus (乳杆菌属)和Bacillus (芽孢杆菌属),比例分别为26. 1%、12. 41%,水淋洗24 h后,优势菌属为Novosphingobium (新鞘脂菌属)和Dechloromonas (脱氯单胞菌属),比例分别为66. 1%、12. 21%。

餐厨垃圾有机酸发酵液淋洗去除土壤重金属

餐厨垃圾发酵产生的大量酸性发酵液可淋洗去除土壤重金属。为增加餐厨垃圾发酵液中的挥发性有机酸产量,并探讨发酵液淋洗去除土壤重金属的效果,研究了控制pH、添加酵母菌和醋酸菌以及预处理3种手段对发酵过程产酸的影响。结果表明:添加酵母菌和醋酸菌可有效提高乙酸的产量,添加5%时乙酸产量为7.32 g·L^(-1),添加10%时为15.06 g·L^(-1);持续调控pH为6.00和碱预处理可增加发酵液中乙酸的比例。在5种预处理条件下,碱预处理对反应的促进作用最大,乙酸产量可提高到18.29 g·L^(-1)。小型批实验中,采用最佳预处理条件发酵液对土壤重金属进行去除,Cd去除率为92.9%、Cu去除率为78.8%、Pb去除率为34.5%、Zn去除率为52.2%、Ni去除率为61.2%。在柱淋洗实验中,发现Cd、Cu、Zn、Ni的去除效果较好,Pb的去除效果稍差。发酵液的重金属淋洗效果相比醋酸提高了20%～52%。有机酸发酵液是一种具有应用前景的土壤重金属淋洗剂。