“猪-沼-肥-田”模式重金属物质流、迁移转化及生态风险

作者：马武生; 王如平; 王征远; 焦予斯; 张占军; 李霖

来源：安全与环境学报, 2023, 23(08): 2895-2905.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2022.0564

• 环境工程学
• 猪-沼-肥-田
• 重金属
• 物质流分析
• 赋存形态
• 生态风险
• 循环农业

土壤是守牢耕地红线确保国家粮食安全的重要基础，然而“猪-沼-肥-田”循环农业模式中重金属在生态链中的累积和迁移，尚缺乏系统的调查和研究。以某集约化养殖场为例，在物质流分析的基础上，采用数据协调技术对“猪-沼-肥-田”生态链主要物料中Cu、Zn质量比、赋存形态及分布进行了研究，并对农田施用堆肥所造成的土壤重金属积累进行了评估。结果表明，Cu、Zn流具有数据高度不确定性的特征。通过物质流分析和测量数据的优化校正，研究系统每年随生态链进入农田的Cu、Zn通量分别为472.43 kg和423.01 kg。相对猪粪，厌氧消化使Cu、Zn迁移因子分别下降37.23%和21.98%。沼渣堆肥中，Cu的迁移因子反而从13.92%升高至15.76%,Zn的FM虽有所降低，但其“非稳态”质量比仍然较高(为116.82 mg/kg)。考虑沼肥中重金属形态在自然环境中的不稳定性，厌氧消化物的堆肥处理是一种较优的选择。蒙特卡罗模拟显示，连续施用堆肥，分别经过6.41 a和27.53 a,土壤Cu、Zn质量比即可在背景浓度上翻番。分别经过10.79 a和32.64 a后，Cu、Zn质量比即可超出土壤风险筛选值。农田长期灌施猪粪源有机肥存在潜在生态风险。

• 单位
  扬州市职业大学; 江南大学; 土木工程学院