為了探討重金屬Zn對(duì)厭氧消化產(chǎn)甲烷的影響機(jī)制,在高溫條件下（55℃）,研究了添加外源Zn對(duì)雞糞厭氧消化過程產(chǎn)甲烷特性的影響。結(jié)果表明:Zn對(duì)沼液中的VFA濃度和pH值產(chǎn)生明顯的影響。隨著雞糞（風(fēng)干樣）中Zn濃度的增加,累積甲烷產(chǎn)生量呈先升高再降低的趨勢(shì),當(dāng)雞糞中Zn≤454.2 mg·kg^-1可使日甲烷產(chǎn)生量最大值較早出現(xiàn),并對(duì)厭氧消化有一定的促進(jìn)作用,當(dāng)Zn≥554.2 mg·kg^-1時(shí)可推遲甲烷產(chǎn)生量最大值出現(xiàn)時(shí)間,并對(duì)厭氧消化產(chǎn)生明顯的抑制作用（p≤0.05）。Zn濃度是影響沼液中水解酶活性的重要影響因素之一,當(dāng)Zn≤454.2 mg·kg^-1時(shí),可提高纖維素酶和蔗糖酶活性,當(dāng)Zn≥554.2 mg·kg^-1時(shí),對(duì)纖維素酶和蔗糖酶活性產(chǎn)生明顯的抑制作用（p≤0.05）,但Zn濃度對(duì)沼液中脲酶活性的影響不顯著,同時(shí),沼液中的纖維素酶、蔗糖酶和脲酶活性與其累積產(chǎn)甲烷量均呈顯著正相關(guān)（p≤0.05）。表明Zn可能通過影響沼液中的VFA濃度,pH值以及水解酶活性而影響厭氧消化進(jìn)程和累積甲烷產(chǎn)生量。 

【文章來源】：中國(guó)沼氣. 2018,36(06)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

不同濃度Zn處理甲烷日產(chǎn)量變化趨勢(shì)

?Zn≥554．2mg·kg－1時(shí)，顯著抑制厭氧消化的進(jìn)行，圖1不同濃度Zn處理甲烷日產(chǎn)量變化趨勢(shì)圖2不同濃度Zn處理累積甲烷產(chǎn)量的差異降低累積甲烷產(chǎn)生量。這可能是因?yàn)榈蜐舛萙n對(duì)厭氧微生物活性具有一定的激活效應(yīng)，提高微生物群落對(duì)聚合物類碳源的轉(zhuǎn)化和利用能力，累積甲烷產(chǎn)生量升高，反之，累積甲烷產(chǎn)生量減少［19，23］。2．2不同濃度Zn處理厭氧消化前后沼液中VFA濃度變化分析VFA是厭氧消化過程的重要中間產(chǎn)物，甲烷菌主要利用VFA形成甲烷［4］。由圖3可見，CK、添加Zn處理消化起始沼液中的VFA濃度分別為5866．7mg·L－1和5906．7～5996．3mg·L－1，添加Zn處理沼液中的VFA濃度均與CK差異不顯著，說明Zn對(duì)消化起始沼液中的VFA濃度影響不明顯。消化結(jié)束后，CK和添加Zn處理沼液中的VFA濃度均有不同程度的下降，分別下降到4273．3mg·L－1和4276．7～4586．3mg·L－1，除Zn100，Zn200處理與CK差異不顯著，其余加Zn處理均顯著高于CK(p≤0．05)，說明了添加Zn可提高消化末期沼液中的VFA濃度，此研究結(jié)果與李亞紅［24］等人研究結(jié)果一致。分析其原因，主要是因?yàn)楦邼舛萙n對(duì)甲烷菌產(chǎn)生較強(qiáng)的毒害作用，使甲烷菌活性降低，VFA分解率下降，并出現(xiàn)積累，導(dǎo)致沼液中VFA濃度升高。圖3厭氧消化前后沼液中VFA濃度變化2．3不同濃度Zn處理厭氧消化前后沼液pH值變化分析一般認(rèn)為甲烷菌適宜的pH值為6．8～7．8，低中國(guó)沼氣ChinaBiogas2018，36(6)32

于6．5或高于8．0都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生明顯的抑制［25］。由圖4可見，不同處理厭氧消化起始pH值為7．2～7．7，有利于甲烷菌的生長(zhǎng)，且添加Zn處理沼液pH值均與CK差異不顯著，說明Zn對(duì)消化起始沼液的pH值影響不明顯。消化結(jié)束后，CK和添加Zn處理沼液pH值均有不同程度的升高，分別升高到8．0和8．2～8．5，除Zn100處理與CK差異不顯著，其余加Zn處理均顯著低于CK(p≤0．05)，且沼液pH值隨Zn濃度的升高而降低，說明添加Zn會(huì)對(duì)沼液pH值產(chǎn)生明顯的影響。分析其原因，主要是因?yàn)楦邼舛鹊腪n導(dǎo)致沼液中VFA的積累(見圖3)，從而使其pH值下降。圖4厭氧消化始末沼液的pH值2．4不同濃度Zn對(duì)沼液中水解酶活性的影響厭氧消化分為水解、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷3個(gè)階段［17］，其中，消化底物不同，工藝條件不同，厭氧消化的限速步驟也處在不同階段，有研究表明，以雞糞為消化底物時(shí)，水解階段是整個(gè)厭氧消化過程的限速步驟［26］，而纖維素酶、蔗糖酶、脲酶等水解酶活性高低又決定著水解的速度，因而水解酶活性與沼氣產(chǎn)量存在著直接的關(guān)系［19，27］。由圖5可見，CK，Zn100，Zn200，Zn300，Zn400，Zn500處理沼液中的纖維素酶活性分別為4．52，4．86，4．73，4．61，3．34，3.22mg·g－1d－1，Zn100，Zn200，Zn300處理均高于CK，但差異不顯著，而Zn400，Zn500處理較CK顯著降低26．1%，28．8%(p≤0．05)。同樣，Zn100，Zn200，Zn300處理沼液中的蔗糖酶活性均高?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Cu2+對(duì)有機(jī)廢物聯(lián)合發(fā)酵產(chǎn)乳酸的影響[J]. 張婷,李君,張文娟,李響,劉亞男.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2017(08)
[2]不同有機(jī)物添加接種物產(chǎn)甲烷差異分析[J]. 武春燕,卜玉山.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]外源Cu、Zn對(duì)豬糞與玉米秸稈混合物料產(chǎn)甲烷特性影響機(jī)理分析[J]. 陳芬,余高,武春燕,張吳平,李筱梅,卜玉山.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(12)
[4]腐殖質(zhì)對(duì)污泥厭氧消化的影響及其屏蔽方法[J]. 郝曉地,唐興,曹亞莉.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]3種畜禽糞便產(chǎn)氣特性差異分析[J]. 陳芬,李偉,劉奮武,張吳平,李筱梅,卜玉山.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2015(09)
[6]Changes in heavy metal contents in animal feeds and manures in an intensive animal production region of China[J]. Hui Wang,Yuanhua Dong,Yunya Yang,Gurpal S.Toor,Xumei Zhang.  Journal of Environmental Sciences. 2013(12)
[7]微量元素對(duì)沼氣厭氧發(fā)酵的影響[J]. 張萬欽,吳樹彪,郎乾乾,董仁杰.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(10)
[8]Cu對(duì)厭氧發(fā)酵中水解酶活性及沼氣產(chǎn)量的影響[J]. 陳琳,谷潔,高華,秦清軍,王小娟,陳智學(xué).  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(09)
[9]不同原料配比對(duì)厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)氣量VFA和脫氫酶活性的影響[J]. 張洪賓,谷潔,孫薇,高華,王小娟.  農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[10]施用雞糞對(duì)土壤與小白菜中Cu和Zn累積的影響[J]. 張妍,羅維,崔驍勇,時(shí)鵬,呂永龍.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(12)



本文編號(hào)：3525760