植物提取物GT-S對豬糞便除臭效果的試驗研究

楊利，張彥昌，張彥軍，栗桂平，黃晨軒，陳輝*

（1.邯鄲市飼料工業(yè)辦公室，河北邯鄲056001；2.邯鄲市畜牧技術(shù)推廣站，河北邯鄲056001；3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，河北保定071001）

近年來隨著我國畜牧養(yǎng)殖業(yè)的飛速發(fā)展，畜禽的單位養(yǎng)殖面積越來越大，糞污排放問題越來越嚴峻[1]。畜禽生產(chǎn)中產(chǎn)生的糞便是畜禽場臭氣的重要來源，養(yǎng)殖場內(nèi)存在的臭氣不僅會危害畜禽的機體健康，影響其生產(chǎn)性能，制約養(yǎng)殖場發(fā)展，甚至?xí)斐蓢乐卮髿馕廴?，危害從業(yè)人員及畜禽場附近居民的健康[2]。目前，畜禽場內(nèi)減少臭氣污染的方法主要有物理吸附、堆肥、化學(xué)抑制、酶類降解等，但這些方法存在占地面積大、反應(yīng)周期長、會造成環(huán)境二次污染或者降解不徹底等問題?，F(xiàn)階段由植物提取物所研制成的除臭劑也被逐步開發(fā)和應(yīng)用。由植物提取物組成的除臭劑具有取材方便、生態(tài)環(huán)保、經(jīng)濟適用等多種優(yōu)點，已逐漸取代傳統(tǒng)化學(xué)除臭劑成為畜禽養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控的熱點[3]。GT-S是日本生產(chǎn)的含有多種植物提取物的除臭劑。本試驗旨在研究不同濃度GT-S對豬糞發(fā)酵產(chǎn)生的NH3與H2S的影響以及消除效果，以期為植物提取物作為除臭劑的應(yīng)用提供理論支持，為實際生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料

新鮮豬糞，來自河北農(nóng)業(yè)大學(xué)畜禽養(yǎng)殖基地；GT-S（日本產(chǎn)），購自某國際貿(mào)易公司，是由艾蒿、竹葉等植物提取物與SiO2混合制成，主要成分見表1。

表1 GT-S的主要成分 %

試驗所需試劑硫酸鋅、氫氧化鈉、硫酸銨、鹽酸、碘、碘化鉀、硫代硫酸鈉、重鉻酸鉀、可溶性淀粉、納氏試劑（二氯化汞、碘化鉀、硫酸）、苯甲酸，均為分析純，購自南京化學(xué)試劑股份有限公司。

2 方法

2.1 試驗設(shè)計

取新鮮的豬糞2 400 g，平均分配到12個三角瓶中，每個三角瓶內(nèi)為200 g。將12個三角瓶隨機分成4組（Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組），每組包含3個重復(fù)。Ⅰ組在三角瓶內(nèi)加入10 mL的去離子水作為對照組，Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組分別將濃度為25、20、15 mg·L-1的GT-S接種至含新鮮糞便的三角瓶中作為試驗組，在加樣結(jié)束后使瓶內(nèi)豬糞充分混勻并將其密閉封口放于室溫下靜置，于貯存1、2、3、4、5 d后檢測三角瓶中豬糞的NH3和H2S釋放量。

2.2 NH3和H2S釋放量的測定

2.2.1 定性試驗

采用感官法測定惡臭等級，采用六級劃分氣體臭度:0級，無臭味，用“-”表示；1級，勉強感覺到臭味，用“+”表示；2級，微弱的臭味，用“++”表示；3級，有明顯的臭味，用“+++”表示；4級，很強的臭味，用“++++”表示；5級，難以忍受的臭味，用“+++++”表示。

2.2.2 定量試驗

把裝有新鮮豬糞的三角瓶密封并放在28℃的室溫下靜置，每天用50 mL的注射器抽取200 mL瓶內(nèi)氣體，并以小于0.1 L·min-1的速度將NH3、H2S分別用0.02 mol·L-1的硫酸溶液和0.01 mol·L-1的碘溶液進行吸收。H2S含量測定用碘量法進行滴定[5]。

硫化氫碘量法具體操作流程見圖1。

圖1 硫化氫碘量法滴定流程

NH3含量測定采用納氏試劑比色法，其原理是用稀硫酸對氨進行吸收，在420 nm波長下采用分光光度計對銨離子與納氏試劑反應(yīng)所生成的棕黃色絡(luò)合物進行比色測定，其流程見圖2。

圖2 氨氣納氏試劑比色法流程

2.3 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)用拉依達準則法剔除均值±3標準差范圍外的異常值，然后采用SPSS 22.0軟件對各指標進行單因素方差分析，以P＜0.05為差異顯著，結(jié)果均采用“平均值±標準差”來表示。

3 結(jié)果與分析

3.1 畜禽糞便臭度定性測定

新鮮豬糞臭度定性測定結(jié)果見表2。新鮮豬糞在處理前的惡臭等級為“+++”，即有明顯的臭味。經(jīng)GT-S處理后發(fā)現(xiàn)，各容器內(nèi)氣體的惡臭等級有明顯差別。根據(jù)感官評定法對各處理組進行測定，不同濃度的GT-S對豬糞有不同程度的除臭效果，其中Ⅱ組、Ⅲ組除臭效果明顯。

表2 定性測定豬糞各處理組的惡臭等級結(jié)果

3.2 畜禽糞便臭度定量測定結(jié)果

畜禽糞便臭度定量測定結(jié)果見表3和表4。

表3 豬糞中NH3含量及消除率

表4 豬糞中H2S含量及消除率

由表3和表4可知:加入不同劑量的GT-S后，對豬糞中NH3和H2S的釋放有一定程度的抑制作用。在整個試驗期內(nèi)，Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組的NH3和H2S含量均顯著低于Ⅰ組（P＜0.05）；而且NH3和H2S消除率隨GT-S濃度的增加而升高。試驗第2天和第3天，Ⅱ組、Ⅲ組的NH3和H2S含量均顯著低于Ⅳ組（P＜0.05）；且相較于Ⅳ組，Ⅱ組、Ⅲ組的NH3平均消除率分別提高了18.26%和11.47%，H2S平均消除率分別提高了6.79%和2.39%，而第4天和第5天，Ⅲ組的NH3和H2S含量與Ⅱ組、Ⅳ組均無顯著差異（P＞0.05），但Ⅱ組的NH3消除率和H2S消除率仍高于其余試驗組。

4 分析與討論

畜禽場產(chǎn)生的臭氣主要是畜禽的排泄物在微生物厭氧發(fā)酵下產(chǎn)生的，一般以NH3和H2S作為臭氣含量的主要參考指標，劉瑋孟等[4]研究報道，高濃度的惡臭氣體會導(dǎo)致豬的抵抗力下降，嚴重降低其料重比，而且硫化氫是一種急性劇毒氣體，高質(zhì)量濃度的硫化氫會對人和畜禽的中樞神經(jīng)、呼吸道以及眼睛等各處產(chǎn)生極大的危害[5-6]。因此，畜禽場臭氣調(diào)控除了精細化飼養(yǎng)管理、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械化通風(fēng)設(shè)施等常規(guī)措施外，還需要通過多種手段來綜合預(yù)防和治理臭氣污染[7]，現(xiàn)階段由植物提取物組成的除臭劑的開發(fā)和應(yīng)用已成為畜禽養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控研究的熱點。

本試驗結(jié)果表明，GT-S對豬糞中NH3和H2S的釋放有一定程度的抑制作用，這與楊彩梅等[8]的研究結(jié)果相似，在豬糞樣中加入樟科植物提取物可不同程度地抑制糞樣脲酶活性，減少臭氣的產(chǎn)生。此外，NH3和H2S消除率隨GT-S濃度的增加而升高，25 mg·L-1的GT-S除臭效果最佳，對豬糞的NH3、H2S的消除率達到58.54%和57.74%，但隨著時間的推移，三組之間的除臭效果均有明顯下降，可能是GT-S在環(huán)境中蒸發(fā)導(dǎo)致其含量降低，或是與糞便中某種物質(zhì)反應(yīng)造成的。

5 結(jié) 論

GT-S能有效改變新鮮豬糞發(fā)酵產(chǎn)生的惡臭等級，顯著減少其中NH3和H2S的含量，25 mg·L-1的GT-S除臭效果最佳。