项目名称：沼液沼渣资源化安全利用研究
项目概要：
本项目为自选项目，由河南省科学院地理研究所主持完成，得到河南省省属科研单位社会公益项目预研专项资金项目 “ 沼液沼渣使用安全性评价 ” 支持。
沼液沼渣作为农用肥料和饲用添加剂已经非常普遍，欧美发达国家自 20世纪 80年代开始就重视禽畜粪污、沼液沼渣农田利用过程中对产品产量、品质以及环境污染问题，如使用过程中 N、 P流失对地下水、地表水的影响，对土壤、作物硝酸盐及重金属的影响，对大气环境的影响等等。国内有关沼液沼渣养分含量的研究非常多，但是有关沼液沼渣有毒有害成分和安全使用方面的研究、关于使用沼液沼渣后土壤、作物、动物重金属元素含量的研究报道很少。
项目组在大量查阅国内外文献基础上，结合其他相关专家多年来的研究成果，在分析调查沼液沼渣营养成分、重金属、抗生素含量和卫生指标的基础上，研究使用沼液沼渣对土壤、动植物营养成分和有毒有害成分的影响。研究结果认为不论将沼液沼渣进行农用施肥还是用于养殖生产，在使用前必须对沼液沼渣中有毒有害成分如病菌数、重金属元素含量、抗生素含量等进行测定，切不可使用有毒有害成分超标的沼液沼渣；农田长时期使用沼液沼渣后，要对施用沼液沼渣的土壤及水体环境进行监测，以防止过量使用导致环境污染物浓度积累超标；沼液沼渣中存在的微量有害成分、重金属有可能被作物吸收而进入食物链，在农业环境中积累、污染农产品和环境。因此需要进一步就沼液沼渣资源化安全利用技术和管理措施深入研究，提出沼液沼渣的安全使用量和使用方式，制定沼液沼渣安全使用标准，达到合理利用畜禽养殖废弃物，减少农业面源污染，保证蔬菜、肉制品中的有毒有害成分含量不超标的目的。
完成单位：河南省科学院地理研究所
完成人员：高红莉，郝民杰，胡军周，李洪涛，张硌，陈兴业，芦翔，邱蕴琛，赵风兰，李永鑫，陈 阳，庄松林，田保慧。
项目所属领域：农业化学与资源环境利用
项目背景：
我国的沼液沼渣利用以提高生产产量为主，安全利用尚处于定性认识阶段，没有法规性的文件或管理制度，社会还没有安全处理和安全使用的意识，个体农户基本是随意施用沼肥。国内对沼液沼渣利用的研究主要是针对养分物质，但由于原料和工艺的不同，沼液沼渣重金属元素和抗生素等有毒有害成分含量有显著的差异，可能存在着重金属、兽药、抗生素残留被动植物吸收而进入食物链和在农业环境中积累而污染农产品和环境的风险。过量施用沼液沼渣或是将其随意排放，将造成土壤富营养化，影响农产品的品质。
国内外近年来的研究表明，沼液沼渣作为农用肥料和饲用添加剂已经非常普遍，欧美发达国家针对沼液沼渣农田利用及其对产品产量、品质以及环境污染问题进行研究。国内有关沼液沼渣养分含量、资源化利用的研究非常多，但是有关沼液沼渣有毒有害成分和安全使用方面的研究、关于使用沼液沼渣后土壤、作物、动物重金属元素含量的研究报道很少。项目组针对沼液沼渣资源化利用过程中对环境二次污染和营养成分浪费问题开展研究，为进一步制定沼液沼渣安全使用标准提供依据，具有首创性。
技术原理：
项目采用文献查阅与室内外试验相结合的研究方法，进行了畜禽粪污沼液沼渣资源化安全利用研究。系统研究了养分物质、重金属元素、抗生素、卫生指标等在沼液沼渣 -土壤 -作物（动物）生物链中的转移，对沼液沼渣资源化利用过程中对土壤环境质量、动植物食品安全和生态系统的潜在风险以及沼液沼渣资源化利用注意事项进行初步研究。
对不同发酵原料的沼液沼渣成分进行全面分析研究，不但研究了沼液沼渣大量营养元素含量、矿物质成分含量、有机成分含量，而且对沼液沼渣重金属元素（ Pb、 Cd、 Cr、 As、 Hg、 Cu、 Zn等）、抗生素等有毒有害成分含量以及卫生指标进行研究，通过厌氧发酵前后禽畜粪污和沼液沼渣成分变化，评价沼液沼渣资源化利用安全性。
通过种植、养殖试验，调查分析使用沼液沼渣对试验对象生长状况、产量和品质的影响。通过土壤和蔬菜成分分析，研究使用沼液沼渣对土壤硝酸盐含量，氮、磷、钾养分含量，重金属元素含量、抗生素含量的影响，对蔬菜产量、硝酸盐、叶绿素、维生素、还原糖、重金属元素等成分含量的影响，分析使用沼液沼渣对减少化肥用量、提高蔬菜品质的作用，评价沼液沼渣农用安全性；通过在饲料中添加沼液沼渣前后动物肉质成分分析，研究了在饲料中添加沼液沼渣对猪（鸡、鱼、泥鳅、蚯蚓）生长发育、肉类品质以及重金属元素含量的影响，并进一步分析沼液沼渣饲用对减少饲料投入量、提高肉类品质的作用，以及安全饲用注意事项，为我国的畜禽粪污沼液沼渣资源化安全利用提供技术依据。
鉴定及应用：
随着人们对农产品质量的日益关注，沼液沼渣中的有毒有害成分特别是毒性重金属元素、抗生素的含量将成为评价其质量安全的重要指标。
本项目研究认为：
沼液沼渣的组分含量因投料种类的不同、投料量的不同、加水量的不同而有很大的差别，有些用于发酵的农业废弃物如禽畜场的粪便、粪水用于消毒处理就会有较多药物进入粪便中，因此在使用时应该因地制宜，根据实际情况决定用量。
适量施用沼肥可有效控制硝酸盐在蔬菜中的积累，但是农田大量使用沼渣后，土壤硝酸根、钙离子、镁离子、钠离子和全盐量均显著高于对照组。施用沼肥处理施 N量由 200 kg ? hm -2 增至 300 kg ? hm -2 时油菜硝酸盐含量基本不变，施 N量继续增至 600 kg ? hm -2 时油菜硝酸盐含量明显升高。
沼液沼渣作物饲料添加剂使用应根据饲养动物体重而定，随着添加量的提高，猪肉中的 Cd、 Pb、 Hg、 Cu含量都有增加的趋势，因此具体添加量需根据沼渣重金属元素含量斟酌。
添加沼液不利于蚯蚓的繁殖以及蚓茧的孵化，对蚯蚓的繁殖有负作用，因此在实际生产中应将沼液的适用范围限制在蚯蚓的生长阶段，繁殖与孵化阶段不宜使用。鱼虾不能在 CODCr含量 5000mg/L以上的沼液沼渣中直接生存，必需用淡水稀释或梯级处理后使用，使用前必须根据沼液沼渣成分进行急性毒性实验确定安全生产浓度。
总之，不论将沼液进行农用施肥还是用于养殖生产，在使用前必须对沼液沼渣中有毒有害成分如病菌数、重金属元素含量、抗生素含量等进行测定，切不可使用这些成分超标的沼液沼渣；农田长时期使用沼液沼渣后，要对施用沼液沼渣的土壤及水体环境进行监测，以防止过量使用导致环境污染物浓度因积累超标。沼液沼渣中存在的微量有害成分、重金属有可能被作物吸收而进入食物链，在农业环境中积累、污染农产品和环境。随着人们对食品安全的日益关注，沼液沼渣中的有毒有害成分含量将成为评价其质量安全的重要指标，有必要对这些内容进一步研究，制定沼液沼渣安全使用技术标准，指导沼液沼渣的合理使用。
沼液沼渣的安全使用对保护生态环境，改善农业人居条件，促进农牧渔业增效、农民增收和农村经济可持续发展有积极应用，也能带动新能源的开发利用与绿色生态农业的发展壮大，必将给我国畜禽养殖行业的进一步发展起到决定性的推动作用，为我国新农村建设和生态文明社会的发展作出重要的贡献。
项目组将继续在省内或国内进行沼液沼渣资源化安全利用研究，为制定沼液沼渣安全使用技术标准、指导沼液沼渣的合理使用、带动畜禽养殖废弃物处理技术的推广应用提供科学依据，为食品安全提供保障，最终实现农民增收、农业增产增效。沼液沼渣的安全使用对保护农村生态环境，改善农业人居条件，促进农牧渔业增效、农民增收和农村经济可持续发展有积极应用，也能带动新能源的开发利用与绿色生态农业的发展壮大，对我国畜禽养殖行业的进一步发展起到推动作用，为我国新农村建设和生态文明社会的发展作出重要的贡献。
