连续四年施用规模化猪场猪粪温室土壤重金属积累研究

分别采集连续施用0～4年猪粪的蔬菜温室土壤和蔬菜果实样品,测定土壤和果实中Cu、Zn、Pb、M n、Cr、Cd、Ni和As全量以及土壤中Cu、Zn、Pb、Mn、Cd和As有效态含量,对测定数据进行了Fisher小样本非参数随机化显著水平检验,研究连续4年施用规模化猪场猪粪的温室土壤重金属积累、重金属有效态含量变化及对蔬菜可食部分的影响。结果表明,连续4年施用猪粪,主要导致土壤中Cu和Zn的积累,As有一定积累,Pb、Cd、N i和Cr短期积累效应不明显,Mn积累不明显,长期大量施用猪粪,Pb、Cd、N i和Cr有积累的风险;土壤pH值降低;Cu、Zn有效态与全量呈显著正相关（p〈0.05）,与pH值呈极显著负相关（p〈0.01）;Pb、Cd和M n有效态与pH值呈显著负相关（p〈0.05）;Cu、Zn、Pb、Cd和M n有效态含量增加;有效态A s与全A s含量和pH值相关性不明显,但连年施用猪粪As有效态含量增加;连续4年施用规模化猪场猪粪的温室生产的部分番茄和黄瓜As含量超标。若连续以150 m^3/（hm^2·a）的猪粪施用量于该研究区蔬菜温室,土壤中全Cu和全Zn含量分别经过10年和15年可能超过国家农田土壤二级标准。该研究可为降低温室土壤重金属污染风险提供依据。

规模化猪场废水灌溉农田土壤Pb，Cd和As空间变异及影响因子分析

为了了解长期灌溉猪场废水对农田土壤Pb、Cd和As(简称重金属)的影响,采集了河北省京安猪场周边农田的清洁区和灌溉8年猪场废水的污灌区耕层(0～20 cm)共52个土壤样品,并测定了样品中重金属的全量和有效态含量,应用GIS结合地统计学方法对重金属进行了空间结构和分布特征分析,探讨规模化猪场周边农田土壤重金属积累的影响因子及其贡献。结果表明,重金属全量和有效态含量的变异函数均很好地符合球状模型,其中全铅、有效铅、全砷、全镉和有效砷受随机性因素和结构性因素共同影响,有效镉主要受结构性因素影响。根据背景调查、重金属与pH值和土壤养分的相关性分析以及重金属变异函数分析,土壤中Cd和As污染来源为猪场废水和化肥,Pb的污染来源为化肥。富集因子分析表明,污灌猪场废水对土壤Cd和As富集效应很小,施用化肥对Pb富集有较大贡献。灌溉猪场废水会降低土壤pH值而增加重金属有效态含量,因此,需注意施用猪场废水带来重金属污染风险。

巢湖流域农村生活污水处理技术模式调查和分析

通过对巢湖流域9个县市典型的农村生活污水处理示范工程的调查分析,结果表明:目前巢湖流域生活污水处理主要有分散式厌氧-人工湿地集中处理、三水分离处理、污水收集集中处理和一体化设备集中处理等4种模式。其中分散式厌氧-人工湿地集中处理模式能减轻黑水管网布设的费用,在规划良好的村庄是一种可持续性发展的污水处理模式;三水分离模式主要是就地处理冲厕黑水,该模式投资比较省,无需完善的污水收集系统,可在经济水平落后且远离河流等公共水域的村庄应用;集中处理模式和一体化污水集中处理模式具有污水处理可控的优点,但需要完善的污水管网收集系统,投资费用高昂,在经济发达且良好规划的新村能取得很好的效果。

猪场废水灌溉农田土壤重金属污染及风险评价

为了了解因灌溉猪场废水引起重金属积累的潜在生态风险影响,采集了河北省京安猪场区域农田清灌区和灌溉8年猪场废水污灌区的耕层(0～20cm)共52个土壤样品,并测定了样品中Zn、Cu、Cd、Cr、Pb和As含量。根据背景资料和主成分分析判断重金属污染来源,并应用地积累指数和Hakanson潜在生态风险评价指数进行重金属污染及潜在生态风险评价分析。结果表明,研究区Zn、Cu和As的污染源主要为猪场废水,Pb污染源主要为化肥,而Cd和Cr主要来源于土壤母质,研究区农田土壤重金属为轻微或中等程度污染,潜在生态风险指数RI为低值。

西柏店村级养殖种植园区氮素流和能量流分析

将西柏店村畜禽养殖规模折合为1.50万头猪场当量污染负荷,并将整个园区生产工艺分为养殖、废弃物处理和种植3个阶段,不考虑隐藏流的情况下,以1a为系统边界,通过数据调查、已有资料研究和小区种植试验,采用物质流和能量流分析方法分析了该村养殖种植园区在整个生产工艺过程的氮素和能量流动,以期为村级养殖种植园区大力发展低碳经济提供新的方法和视角,为村级区域循环经济及可持续发展提供减少环境压力解决方案的科学依据。园区养殖种植过程的氮素分析表明,养殖阶段年输入N素总量为7.14×104kg,其中猪身总固氮量为2.68×104kg,粪氮和尿氮总量为3.93×104kg,氮损耗为0.53×104kg。废弃物处理阶段输入的氮主要为粪氮3.28×104kg,而0.65×104kg尿氮直接进入种植阶段,粪氮通过厌氧处理由有机氮转变为无机氮,其中有2.78×104kg无机氮通过沼渣和沼液进入种植阶段,有0.50×104kg氮损失。由于作物对氮的吸收,植株增加氮为7.53×104kg,土壤减少氮为6.37×104kg,不计其他作物种植,如果沼渣、沼液能满足施用于全村43hm2农田,若以保持土壤中N素计算,种植一季玉米土壤还需氮素2.94×104kg,若以作物需求的N素计算,种植一季玉米土壤还需氮素4.10×104kg。整个园区能量流分析表明,饲料投入能为443.51×108kJ,产出的畜产品能179.94×108kJ,养殖阶段能量产出率为40.57%,废弃物处理阶段沼气能产出为26.30×108kJ,种植阶段一季玉米产出能为198.84×108kJ,其中玉米籽粒81.22×108kJ的能量可用于饲料进入新的循环,要满足养殖种植园区的能量循环,以一季玉米种植计算,还需补充饲料能量362.29×108kJ。由氮素流动分析可知,西柏店村具有可容纳该村养殖废弃物的环境容量,有较好实现养殖废弃物循环利用的条件,还可加强养殖业的发展,但需大力加强畜禽废弃物的管理和处理,提高园区养殖废弃物循环利用效率。由园区的能量流分析表明,该园区能较好地实现系统的能量投入产出。

土壤净化床系统处理巢湖农村生活污水应用研究

针对巢湖流域农村社区生活污水产生特点和水质特性,研究了土壤净化床对分散厌氧处理后的生活污水的处理效果。结果表明,土壤净化床能有效去除COD、TN、NH4+-N、TP,COD去除率一般在70%以上,最高能达90%;TN去除率一般在50%以上,最高达到80%;NH4+-N去除率一般稳定在50%～70%;TP去除率一般稳定在60%。由于温度对COD、TN、NH4+-N、TP的去除为正效应影响,而春节期间温度较低,外出务工人员集中返乡,以及居民饮食结构变化导致进水COD、TN、NH4+-N、TP较其他时期高出1倍,导致该期间出水未能达到GB 18918-2002一级B标准。从近2年的监测结果分析,要使该工艺技术在巢湖流域农村区域进行推广应用,还须进一步研究该区域春节期间污水水质特征和负荷对土壤净化床运行的影响。

连续施用猪粪菜地土壤基质化研究

采集连续施用0～4年猪粪的无公害蔬菜基地的温室土壤,研究连续施用规模化猪场猪粪的菜地土壤主要理化指标(pH、有机质、全氮和全磷、有效磷等)变化规律。并对测定数据进行了Fisher小样本非参数随机化显著水平检验。结果表明,连续施用猪粪,土壤pH值降低,有机质、全氮、全磷和有效磷增加。

生态平衡施肥模型与目标产量施肥模型比较研究

对目标产量施肥模型特点、弊端和预测施肥量精度等进行了综合研究,并与生态平衡施肥模型进行了比较。结果表明:尽管目标产量施肥模型构建合理,参数获得容易,但参数多,参数易变,参数准确测定困难,参数间存在相互影响关系,模型中没有考虑土壤有效养分平衡或变化,因此,它难以作为精确施肥模型使用;与其相比,生态平衡施肥模型将施肥系统中诸多变量统一在质量守恒定律之下,具有测土施肥模型和肥料效应函数模型的双重功能,参数变异小,参数易于获得和预测施肥量准确等诸多优点。

粮食产量预测理论、方法与应用Ⅴ.粮食潜力实现率及其评价方法

为说明粮食潜力与估产的关系,定义了"粮食潜力实现率"的概念,它是与粮食潜力预测值相比,当年实际达到或能够达到的百分比,它将潜力值和当年估产值或实际产量结合在一起,可用来评价潜力实际达到的程度,并可反映气候年型。应用结果表明:2010年各省单产和总产潜力平均实现率围绕100%波动,说明科技进步对增产仍然起到支撑作用,而1999—2008年各省单产和总产潜力平均实现率低于100%,说明科技进步对增产作用在减小。因此,粮食潜力实现率可以用来评价粮食增产趋势和科技进步的贡献,其方法实用、误差小。

规模化猪场废水污灌农田的土壤Zn和Cu空间变异分析

为了解长期施用猪场废水对农田土壤Zn和Cu的影响,应用GIS结合地统计学方法对河北省京安猪场区域农田的清洁区和灌溉8年猪场废水的污灌区耕层(0～20cm)共52个土壤样品的Zn和Cu的全量和有效态含量的空间结构和分布特征进行了分析。结果表明,Zn和Cu的全量和有效态量受随机性和结构性影响,其中,有效Zn和全Cu以随机性影响为主,全Zn和有效Cu受结构性影响为主。Zn和Cu有效态含量分别与全量正相关,与全氮、有效氮、全磷和有效磷正相关,与pH负相关,与有机质相关不明显。从空间分布来看,Zn和Cu全量和有效态含量主要为果园>污灌地>机井地>林地和苜蓿地。根据背景调查、变异函数分析、Kriging内插图分析和不同采样区Zn和Cu含量统计分析,影响整个研究区土壤Zn和Cu分布的主要随机性因素为猪场废水的应用,长期灌溉猪场废水会带来土壤Zn和Cu积累,以及Zn和Cu有效态含量的增加。

巢湖流域农村生活污水处理设施运行管理机制的探讨

从给水排水规划、工艺设计、施工管理、运行费用、运行监管、产权明晰和运行管理考核体系等方面对巢湖流域农村生活污水处理设施的运行机制进行了探讨,为如何保证农村污水处理系统的稳定运行提供参考。

村级养殖种植园区碳素物质流分析——以北京市平谷区西柏店村为例

将西柏店村畜禽养殖规模折合为1.5万头猪场当量污染负荷,并将整个园区生产工艺分为养殖、废弃物处理和种植3个阶段,不考虑隐藏流的情况下,以1年为系统边界,通过数据调查、已有资料研究和小区种植试验,采用物质流分析方法分析了西柏店村养殖种植园区在整个生产工艺的碳素流动,以期为村级养殖种植园区大力发展低碳经济提供新的方法和视角,为村级区域循环经济及可持续发展提供减少环境压力解决方案的科学依据。通过园区养殖种植过程的C素分析表明,养殖阶段年输入C素总量为112.52×104 kg,其中猪身总固碳量为40.04×104 kg,粪碳和尿碳总量为49.29×104 kg,以CO2形式代谢排出的C为23.19×104 kg。废弃物处理阶段输入的碳主要为粪碳和尿碳,其总量为49.29×104 kg,其中9.79×104 kg尿碳直接进入种植阶段,39.50×104 kg粪碳进入沼气站处理,沼气转化出的碳为11.02×104 kg,其中CH4为8.43×104 kg,CO2为2.59×104 kg,养殖污水中通过CH4排放再加上其他途径释放的碳约有23.66×104 kg,占粪碳量的59.89%。进入种植阶段的碳素主要为尿碳、沼渣和沼液的碳素,合计为14.61×104 kg,假设该村43 hm2耕地能全部施用沼肥,不计其他作物种植,1季玉米种植土壤可库存有机碳为60.50×104 kg,为进入种植阶段碳素14.61×104 kg的4倍,还可增加植物有机碳27.31×104 kg。由C素流动分析可知,西柏店村具有可容纳该村养殖废弃物的环境容量,有较好实现养殖废弃物循环利用的条件,但需大力加强畜禽废弃物的管理和处理,提高园区养殖废弃物循环利用效率。

猪场废水污灌土壤的Cr和Ni空间变异及积累分析

为了解长期施用猪场废水对农田土壤Cr和Ni(以下简称重金属)的影响,采集了河北省京安猪场周边农田清洁区和灌溉8年猪场废水的污灌区耕层(0～20cm)共52个土壤样品,并测定了样品中pH、养分及重金属全量和有效态含量,应用GIS结合地统计学方法对重金属进行了空间结构和分布特征分析,探讨规模化猪场周边农田土壤重金属积累的影响因子及其贡献。结果表明,Cr和Ni全量和有效态含量变异函数理论模型均符合球状模型,具有中等程度自相关。根据背景调查,重金属与pH值和土壤养分的相关性分析以及重金属变异函数分析,研究区土壤Cr和Ni主要受成土母质的影响,受污灌猪场废水影响不大。富集因子分析表明,污灌猪场废水对土壤Cr和Ni几乎没有积累。灌溉猪场废水会降低土壤pH值,提高土壤Cr和Ni有效态含量。

丹江口水源涵养区绿色高效农业技术农户意愿选择性研究

为提高丹江口水源涵养区示范的13项绿色高效农业技术推广适应性和广度,提升区域农业绿色发展质量和能力,采取问卷调查和二元回归分析方法,分析农户的技术供给和获取途径及其对技术的采纳意愿。结果表明,技术1(良种及其繁育、栽培)、技术2(肥料及其施用)和技术3(植物病虫害和其他有害生物防治)供需契合度分别为60%以上、50%~60%和50%~55%,其他类技术供需契合度较低。技术推广需加强技术指导和培训,其中技术1的2项技术(秋葵种植、苎麻种植)推广宜选择区域生态环境良好、交通便利且文化程度高的农户;技术2的养殖废弃物技术可选择文化程度较低的小农户或种植年限较短的专业大户进行推广;技术3中6项技术(茶园生草增产提质、魔芋病害防控、魔芋软腐病防治、设施蔬菜水肥药一体化、设施蔬菜绿色防控、土壤消毒防治根结线虫)宜选择种植规模较大的农户或男劳动力为主及生态环境良好区域的专业大户进行推广;技术5(农业投入品安全使用、农产品质量安全)中的低氮磷排放环保饲料技术应针对专业养殖大户推广;技术6(农田水利、农村供排水、土壤改良与水土保持)的低产田改土培肥技术宜选择生态环境较好区域的专业大户进行推广;技术8(农业防灾减灾、农业资源与农业生态安全和农村能源开发利用)的2项技术(生物多样性利用与生态强化技术、桑-草-鸡种养技术)宜选择家庭收入较高且生态环境良好区域的专业大户进行推广。研究表明,13项绿色高效农业技术的推广应结合农户对技术需求采纳意愿、供需契合度、技术属性等,分别制定相应的推广途径。

厌氧–土壤净化床工艺处理农村生活污水的工程应用及运行成本分析研究

以肥东县牌坊乡中心社区应用土壤净化床技术处理生活污水为案例,研究其对农村生活污水处理应用效果及成本分析。结果表明:1) 土壤净化床处理厌氧后污水,能有效去除污水中COD、TN、+4 NH -N、TP。第三方监测结果表明,厌氧–土壤净化床工艺出水能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》一级B标准;2) 厌氧–土壤净化床运行成本为0.03元?t?1;3) 处理规模100 m3?d?1的土壤净化床占地面积600 m2,土壤净化床农作年收益约0.32万元,农作收益能保障污水处理系统的运行费用。

猪场废水灌溉区农田土壤养分的空间变异

为了了解长期灌溉猪场废水对农田土壤pH值和土壤养分的影响，采集了河北省京安猪场区域农田清灌区和灌溉8年猪场废水污灌区的耕层（0-20cm）共52个土壤样品，测定了样品的pH值和土壤养分，应用GIS结合地统计学方法对pH值和养分进行空间结构和分布特征分析。结果表明，研究区pH值和养分的空间分布主要与污灌的猪场废水量和水质有关，与微域地形、土壤质地和种植制度关系不大。

科技进步增产的“多年平均产量移动模型”的验证

应用全国、31个省、6个典型地区和16个典型县的数据对科技进步增产的"多年平均产量移动模型"进行了系统性的验证和讨论。研究结果如下:(1)定义了用相邻10年平均单产之差表示科技进步对单产的贡献及其趋势,结论是科技进步是单产增加的主要驱动力;(2)分别定义了用每年单产与5、10、20年平均单产对比关系的概率作为短、中、长期单产稳定性的指标;稳定性研究结果表明国家级大于省级、省级大于地区级、地区级大于县级,不同省、不同地区、不同县之间稳定性差别比较大,这与境内气候的互补性和农田抗御自然灾害的能力有关;(3)就全国而言,越是经济发达的地区科技进步增产加速的时间越早;发达地区单产存在增加-下降-回升阶段,下降原因是经济快速发展初期高产农田被大量占用和(或)蔬菜、水果面积大量增加,回升原因是科技进步持续作用于中、低产田而使其单产得到稳步提高。

震后重建畜禽养殖小区粪污无害化处理模式简介

畜禽养殖小区发展将是四川汶川地震震后重建的重要内容之一,本文对畜禽粪污的土地利用、堆肥、厌氧沼气发酵、饲料化、生物处理和生物分解等6种无害化处理技术模式分别进行了简单介绍,为震后重建的畜禽养殖小区粪污无害化处理提供参考。

基于模糊积分模型的农村生活污水处理模式综合评价方法

目前生活污水污染问题是农村人居环境和生态环境恶化的重要原因之一。该文对现有中国农村生活污水处理技术和工艺、典型工程处理效果和运行状况以及存在的问题进行调查和分析,从经济、技术、环境3个方面筛选评价指标,通过层次分析法与熵值法相结合的主客观综合赋权法确定各评价指标的权重,构建农村生活污水处理技术评价指标体系;采用分层模糊积分模型对15种现有农村生活污水处理技术模式进行综合评价和排序,最终筛选出三级塘生物生态强化处理技术、户用生态滤池、厌氧-(兼氧)-人工湿地、生物接触氧化-生态沟渠、一体化净化槽、厌氧-兼氧-好氧三级生物滤池、厌氧-土地处理、生态滤池-生态塘、厌氧-生物接触氧化-人工湿地、地埋式微动力氧化沟10种技术模式,推荐作为中国农村生活污水处理典型技术模式。该文对中国农村生活污水治理工程建设具有一定的参考价值。