畜禽糞便生物炭理化性質(zhì)及其在環(huán)境修復(fù)應(yīng)用中的研究進展

李 琴，桂雙林，易其臻，吳九九，閆 冰，詹 聰

（江西省科學(xué)院能源研究所，江西 南昌 330096）

我國是畜禽養(yǎng)殖大國，規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場大量興起。據(jù)《2020 中國統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)顯示，2019 年全國畜禽養(yǎng)殖行業(yè)產(chǎn)值占全國GDP的比例為3.34%，占全國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的26.67%。根據(jù)畜禽糞便日排泄量并參考前人文獻畜禽糞便量的計算方法［1］，可計算出2019 年我國產(chǎn)生的畜禽糞便接近40 億t，但綜合利用率不到60%［2］。畜禽糞便作為農(nóng)業(yè)廢棄物，若處置不當(dāng)，會造成一系列的環(huán)境污染問題，如糞便中大量氮磷容易引起水體富營養(yǎng)化，破壞土壤質(zhì)地和微生物結(jié)構(gòu)等［3］。畜禽糞便含有大量植物生長所必需的營養(yǎng)元素，作為有機肥施用于農(nóng)田中可有效提高土壤微生物活性、提高土壤肥力、促進作物養(yǎng)分吸收和增加作物產(chǎn)量［4-5］。然而，在集約化養(yǎng)殖條件下，用于預(yù)防疾病和促進畜禽生長的飼料添加劑被廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致在畜禽糞便中發(fā)現(xiàn)了多種污染物，包括重金屬、病原體和抗生素等，這些污染物通過食物鏈對植物和人類構(gòu)成了潛在的健康危害［6-7］。目前，堆肥和厭氧消化是處理畜禽糞便的主要方法，但這兩種方法無法完全消除畜禽糞便中的抗生素和病原體，且處理后的產(chǎn)物中重金屬的生物利用性仍然較高［8-9］。因此，亟需開發(fā)一種高效的畜禽糞便處理技術(shù)。

熱解技術(shù)是在無氧或缺氧、相對低溫（通常＜700 ℃）條件下將生物質(zhì)中的有機物碳化，以產(chǎn)生富含能量和有價值的最終產(chǎn)品，如生物油、沼氣和生物炭等［10-11］。目前，我國以農(nóng)作物秸稈生物炭和污泥生物炭的制備和應(yīng)用研究較多，同時畜禽糞便生物炭的制備與應(yīng)用研究也日益受到關(guān)注。……