植物提取物GT-S对猪粪便除臭效果的试验研究

杨利，张彦昌，张彦军，栗桂平，黄晨轩，陈辉*

（1.邯郸市饲料工业办公室，河北邯郸056001；2.邯郸市畜牧技术推广站，河北邯郸056001；3.河北农业大学动物科技学院，河北保定071001）

近年来随着我国畜牧养殖业的飞速发展，畜禽的单位养殖面积越来越大，粪污排放问题越来越严峻[1]。畜禽生产中产生的粪便是畜禽场臭气的重要来源，养殖场内存在的臭气不仅会危害畜禽的机体健康，影响其生产性能，制约养殖场发展，甚至会造成严重大气污染，危害从业人员及畜禽场附近居民的健康[2]。目前，畜禽场内减少臭气污染的方法主要有物理吸附、堆肥、化学抑制、酶类降解等，但这些方法存在占地面积大、反应周期长、会造成环境二次污染或者降解不彻底等问题。现阶段由植物提取物所研制成的除臭剂也被逐步开发和应用。由植物提取物组成的除臭剂具有取材方便、生态环保、经济适用等多种优点，已逐渐取代传统化学除臭剂成为畜禽养殖环境调控的热点[3]。GT-S是日本生产的含有多种植物提取物的除臭剂。本试验旨在研究不同浓度GT-S对猪粪发酵产生的NH3与H2S的影响以及消除效果，以期为植物提取物作为除臭剂的应用提供理论支持，为实际生产提供指导。

1 材料

新鲜猪粪，来自河北农业大学畜禽养殖基地；GT-S（日本产），购自某国际贸易公司，是由艾蒿、竹叶等植物提取物与SiO2混合制成，主要成分见表1。

表1 GT-S的主要成分 %

试验所需试剂硫酸锌、氢氧化钠、硫酸铵、盐酸、碘、碘化钾、硫代硫酸钠、重铬酸钾、可溶性淀粉、纳氏试剂（二氯化汞、碘化钾、硫酸）、苯甲酸，均为分析纯，购自南京化学试剂股份有限公司。

2 方法

2.1 试验设计

取新鲜的猪粪2 400 g，平均分配到12个三角瓶中，每个三角瓶内为200 g。将12个三角瓶随机分成4组（Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组），每组包含3个重复。Ⅰ组在三角瓶内加入10 mL的去离子水作为对照组，Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组分别将浓度为25、20、15 mg·L-1的GT-S接种至含新鲜粪便的三角瓶中作为试验组，在加样结束后使瓶内猪粪充分混匀并将其密闭封口放于室温下静置，于贮存1、2、3、4、5 d后检测三角瓶中猪粪的NH3和H2S释放量。

2.2 NH3和H2S释放量的测定

2.2.1 定性试验

采用感官法测定恶臭等级，采用六级划分气体臭度:0级，无臭味，用“-”表示；1级，勉强感觉到臭味，用“+”表示；2级，微弱的臭味，用“++”表示；3级，有明显的臭味，用“+++”表示；4级，很强的臭味，用“++++”表示；5级，难以忍受的臭味，用“+++++”表示。

2.2.2 定量试验

把装有新鲜猪粪的三角瓶密封并放在28℃的室温下静置，每天用50 mL的注射器抽取200 mL瓶内气体，并以小于0.1 L·min-1的速度将NH3、H2S分别用0.02 mol·L-1的硫酸溶液和0.01 mol·L-1的碘溶液进行吸收。H2S含量测定用碘量法进行滴定[5]。

硫化氢碘量法具体操作流程见图1。

图1 硫化氢碘量法滴定流程

NH3含量测定采用纳氏试剂比色法，其原理是用稀硫酸对氨进行吸收，在420 nm波长下采用分光光度计对铵离子与纳氏试剂反应所生成的棕黄色络合物进行比色测定，其流程见图2。

图2 氨气纳氏试剂比色法流程

2.3 数据分析

试验数据用拉依达准则法剔除均值±3标准差范围外的异常值，然后采用SPSS 22.0软件对各指标进行单因素方差分析，以P＜0.05为差异显著，结果均采用“平均值±标准差”来表示。

3 结果与分析

3.1 畜禽粪便臭度定性测定

新鲜猪粪臭度定性测定结果见表2。新鲜猪粪在处理前的恶臭等级为“+++”，即有明显的臭味。经GT-S处理后发现，各容器内气体的恶臭等级有明显差别。根据感官评定法对各处理组进行测定，不同浓度的GT-S对猪粪有不同程度的除臭效果，其中Ⅱ组、Ⅲ组除臭效果明显。

表2 定性测定猪粪各处理组的恶臭等级结果

3.2 畜禽粪便臭度定量测定结果

畜禽粪便臭度定量测定结果见表3和表4。

表3 猪粪中NH3含量及消除率

表4 猪粪中H2S含量及消除率

由表3和表4可知:加入不同剂量的GT-S后，对猪粪中NH3和H2S的释放有一定程度的抑制作用。在整个试验期内，Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组的NH3和H2S含量均显著低于Ⅰ组（P＜0.05）；而且NH3和H2S消除率随GT-S浓度的增加而升高。试验第2天和第3天，Ⅱ组、Ⅲ组的NH3和H2S含量均显著低于Ⅳ组（P＜0.05）；且相较于Ⅳ组，Ⅱ组、Ⅲ组的NH3平均消除率分别提高了18.26%和11.47%，H2S平均消除率分别提高了6.79%和2.39%，而第4天和第5天，Ⅲ组的NH3和H2S含量与Ⅱ组、Ⅳ组均无显著差异（P＞0.05），但Ⅱ组的NH3消除率和H2S消除率仍高于其余试验组。

4 分析与讨论

畜禽场产生的臭气主要是畜禽的排泄物在微生物厌氧发酵下产生的，一般以NH3和H2S作为臭气含量的主要参考指标，刘玮孟等[4]研究报道，高浓度的恶臭气体会导致猪的抵抗力下降，严重降低其料重比，而且硫化氢是一种急性剧毒气体，高质量浓度的硫化氢会对人和畜禽的中枢神经、呼吸道以及眼睛等各处产生极大的危害[5-6]。因此，畜禽场臭气调控除了精细化饲养管理、优化建筑结构设计、机械化通风设施等常规措施外，还需要通过多种手段来综合预防和治理臭气污染[7]，现阶段由植物提取物组成的除臭剂的开发和应用已成为畜禽养殖环境调控研究的热点。

本试验结果表明，GT-S对猪粪中NH3和H2S的释放有一定程度的抑制作用，这与杨彩梅等[8]的研究结果相似，在猪粪样中加入樟科植物提取物可不同程度地抑制粪样脲酶活性，减少臭气的产生。此外，NH3和H2S消除率随GT-S浓度的增加而升高，25 mg·L-1的GT-S除臭效果最佳，对猪粪的NH3、H2S的消除率达到58.54%和57.74%，但随着时间的推移，三组之间的除臭效果均有明显下降，可能是GT-S在环境中蒸发导致其含量降低，或是与粪便中某种物质反应造成的。

5 结 论

GT-S能有效改变新鲜猪粪发酵产生的恶臭等级，显著减少其中NH3和H2S的含量，25 mg·L-1的GT-S除臭效果最佳。