【摘 要】
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政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告强调,农业是全球温室气体排放的重要来源,其中养殖业产生的粪污是农业温室气体的主要来源之一,且我国的养猪业作为最大的粪污生产者之一,如何减少猪场粪污的温室气体排放对我国实施“双碳”战略具有重要意义。实际农业生产中猪场粪污的主要资源化利用模式有以下4种:“污水直接还田”模式、“污水完全厌氧消化—还田”模式、“污水未完全厌氧消化—还田”与“污水完全厌氧消
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政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告强调,农业是全球温室气体排放的重要来源,其中养殖业产生的粪污是农业温室气体的主要来源之一,且我国的养猪业作为最大的粪污生产者之一,如何减少猪场粪污的温室气体排放对我国实施“双碳”战略具有重要意义。实际农业生产中猪场粪污的主要资源化利用模式有以下4种:“污水直接还田”模式、“污水完全厌氧消化—还田”模式、“污水未完全厌氧消化—还田”与“污水完全厌氧消化—沼液存储60天—还田”模式,且鲜有对上述模式下温室气体排放特征的相关研究。本研究采取室内模拟方式,研究上述4种模式下猪场污水在发酵、储存和还田过程中温室气体的排放特征及相关环境因子变化特征与温室气体排放的关系,筛选出有利于温室气体减排的污水处理-还田模式。主要研究结论如下:（1）在“污水直接还田”模式下温室气体总排放当量为2557.19±62.56 mg CO2e,其中土壤CH4、CO2和N2O的温室气体排放当量分别为0.39±0.07 mg CO2e,2483.91±56.39g CO2e和72.89±6.10 mg CO2e;在该模式下1kg污水还田后所产生的温室气体当量为18265.64±446.86 mg CO2e。（2）在“污水完全厌氧消化—还田”模式下温室气体总排放当量为12314.41±251.88mg CO2e,其中厌氧消化阶段下产生的温室气体当量为10424.22±195.25 mg CO2e;还田阶段下土壤产生的温室气体当量为1890.19±56.63 mg CO2e;1 kg产生的总温室气体当量为41458.56±561.10 mg CO2e。（3）在“未污水完全厌氧消化—还田”模式下温室气体总排放当量为34099.72±688.11 mg CO2e,其中厌氧消化阶段下产生的温室气体当量为32002.38±631.48mg CO2e;还田阶段下土壤产生的温室气体当量为2097.34±56.63 mg CO2e;1 kg沼液产生的总温室气体排放当量为95009.31±803.93mg CO2e。（4）在“污水完全厌氧消化—沼液存储60天—还田”模式下温室气体总排放当量为4821.07±481.51 mg CO2e,其中厌氧消化阶段下温室气体排放特征与“污水完全厌氧消化—还田”模式相同;在沼液存储阶段下产生的温室气体排放当量为127.39±19.35 mg CO2e;还田阶段下土壤温室气体排放当量为930.11±10.67 mg CO2e;在该模式下1 kg沼液产生的总温室气体当量为28980.90±426.39mg CO2e。（5）在厌氧消化过程中,完全厌氧消化沼液中的古菌数量远大于未完全厌氧消化沼液中的古菌数量,未完全厌氧消化阶段是细菌产酸最活跃的时期,完全厌氧消化阶段则是古菌产甲烷最活跃的时期。不同处理污水还田过程中,在施入污水的短时间内,土壤处于淹水厌氧环境,古菌丰度占比较高,但随着土壤的吸收和时间推移,古菌在好氧环境下丰度逐渐降低,剩下的是和土壤消化/反硝化相关的一些消化/反硝化细菌。总之,本研究对污水不同处理-还田模式下所产生的温室气体进行量化,按照温室气体当量计算得出各模式下温室气体排放总当量大小顺序为:“未完全厌氧消化沼液-还田”模式＞“完全厌氧消化沼液-还田”模式＞“完全厌氧消化沼液-沼液存储60 d-还田”模式。建议规模养殖场/污水处理厂在处理污水时应先进行完全厌氧消化后再将沼液放置30～60 d后再进行还田。
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