生物炭负载Fe3O4对猪粪厌氧消化中重金属Cu、Zn形态的影响

为研究生物炭(BC)负载Fe3O4对猪粪厌氧消化中重金属形态的影响,采用化学共沉淀法将Fe^2+/Fe^3+和水稻秸秆BC复合制备Fe3O4/BC复合材料,将其作为钝化剂添加到以猪粪为原料的厌氧消化反应中。通过Tessier连续提取法与pH-依赖性浸出试验,探究BC和Fe3O4/BC对重金属形态的影响以及不同pH条件下沼渣中重金属浸出浓度的变化。结果表明,添加Fe3O4/BC对Cu和Zn的钝化效果更显著,与空白对照(CK)相比,添加BC和Fe3O4/BC后Cu的残渣态质量分数分别增加了-10.46%和52.40%,Zn的残渣态质量分数分别增加了16.82%和42.14%。厌氧消化后沼渣的浸出试验表现出很强的pH依赖性,Cu、Zn浸出曲线呈现出“V形”,在中性环境中(pH6~8)Cu、Zn和溶解性有机质(DOM)的浸出浓度较低,在酸性(pH<6)和碱性(pH>8)环境中较高。在弱酸弱碱条件下(pH5~9),添加Fe3O4/BC后Cu和Zn的浸出浓度均低于添加BC的试验和CK组。因此,添加Fe3O4/BC可有效降低厌氧消化后沼渣中重金属的浸出风险。

粉煤灰对猪粪堆肥重金属形态及浸出特性的影响

本研究以猪粪为原料,粉煤灰为钝化剂进行好氧堆肥,通过Tessier连续提取法与pH-依赖性浸出实验,研究粉煤灰对堆肥前后重金属形态及不同pH条件下重金属的浸出特性的影响。结果表明,粉煤灰对Zn的钝化效果较Cu更为显著,与原料相比Zn的残渣态增幅为18.97%。堆肥的浸出实验表现出很强的pH依赖性,Cu、Zn和DOM的浸出浓度在中性条件下(pH 6~8)低,在酸性(pH<6)和碱性(pH>8)环境中高。在pH为3~9的范围内,添加粉煤灰的实验组中Cu和Zn的浸出浓度低于对照组。因此,添加粉煤灰可降低堆肥重金属的浸出风险。