一種黑水虻幼蟲處理含銅固體有機(jī)廢棄物的方法
【專利摘要】一種黑水虻幼蟲處理含銅固體有機(jī)廢棄物的方法，首先培養(yǎng)黑水虻成蟲，產(chǎn)卵孵化得到幼蟲后，利用黑水虻幼蟲大量采食的特性，轉(zhuǎn)化處理富含無機(jī)銅的固體有機(jī)廢棄物，使得固體原料中的無機(jī)銅富集到黑水虻幼蟲體內(nèi)。本發(fā)明簡單有效，成本低廉，不僅可大量獲得富銅的黑水虻幼蟲，同時(shí)對固體有機(jī)廢棄物中的無機(jī)銅進(jìn)行減量化處理，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種黑水虻幼蟲處理含銅固體有機(jī)廢棄物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種黑水虻幼蟲處理富銅固體有機(jī)廢棄物的方法，具體地說是一種利用黑水虻幼蟲富集固體有機(jī)廢棄物中無機(jī)銅的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含銅固體廢棄物包括工業(yè)含銅廢棄物和含銅有機(jī)廢棄物。含銅有機(jī)廢棄物主要來源于養(yǎng)殖業(yè)，以畜禽糞便的方式排放到環(huán)境中。畜禽糞便的重金屬來源于畜禽食入的物質(zhì)，主要有飼料添加劑、獸藥及畜舍墊床料等。例如生豬養(yǎng)殖，正常動物機(jī)體內(nèi)含銅2-3mg/kg，而豬對銅的需要量為4-6 mg/kg。1945年Bruade發(fā)現(xiàn)在飼料中添加正常需要量10倍的銅可以明顯提高豬的生產(chǎn)性能。此后，銅作為一種高效、廉價(jià)、方便的促生長添加劑在養(yǎng)豬業(yè)中被廣泛應(yīng)用，目前在國內(nèi)外的養(yǎng)豬生產(chǎn)中，使用高銅作為豬的促生長飼料添加劑的現(xiàn)象已相當(dāng)普遍。然而，Kornegay等人在1976年發(fā)現(xiàn)動物飼料中90%的無機(jī)銅隨糞便排出體夕卜，且當(dāng)豬飼料中銅離子添加濃度從7-10mg/kg增加到250-370mg/kg時(shí),糞便中銅離子濃度則從59-88mg/kg增加增加到1330-2367mg/kg，富集倍數(shù)達(dá)到1.0-4.4倍。
[0003]由于糞便中銅離子含量的增加，糞便經(jīng)土地利用后必然導(dǎo)致土壤中銅離子含量的增加。有報(bào)道稱長期施用含高銅的糞肥，導(dǎo)致土壤中EDTA可提取態(tài)的銅離子濃度增加了3-4 倍(Kingery et al.,1994; van der Watt et al., 1994 )。Martinez 和 Peu (2000)通過研究估算出，土壤連續(xù)施用豬糞8年后，土壤中銅離子的含量每公頃大約增加了 183 kg,其中大部分積累在土壤表層。由此可以看出，畜禽糞便對土壤銅離子污染是相當(dāng)嚴(yán)重的。
[0004]針對糞便銅離子減量化的處理技術(shù)包括離子交換、電化學(xué)、氯化、化學(xué)浙浸、生物浙浸等。這些方法雖然對銅離子有一定的去除效果，但由于技術(shù)本身的特點(diǎn)，不可避免地存在著一定的缺陷，例如離子交換樹脂粒徑小會導(dǎo)致固體有機(jī)廢棄物與小球難于分離等問題。電化學(xué)方法處理固體有機(jī)廢棄物規(guī)?；瘧?yīng)用經(jīng)濟(jì)成本較高。固體有機(jī)廢棄物氯化處理法溶解銅離子存在溶解效率不高、成本高、操作方式不易控制、及可能生成毒性氯代有機(jī)物等問題。化學(xué)浙浸中無機(jī)酸成本太高，對受納土壤和水體易帶來負(fù)面影響，不適于實(shí)際應(yīng)用。生物浙浸與化學(xué)浙浸相比，該法作用溫和，對多數(shù)重金屬去除率高，成本低廉(能夠降低80%的成本)，但仍存在著浙浸周期較長、需要曝氣充氧、適當(dāng)?shù)谋氐热毕?。本發(fā)明利用黑水虻幼蟲腐食的特性，從含銅固體有機(jī)廢棄物中取食有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為昆蟲蛋白的同時(shí)，能夠有效的把銅元素轉(zhuǎn)化富集到幼蟲體內(nèi)，從而達(dá)到含銅固廢物減量化處理的目的。黑水虻養(yǎng)殖簡單，設(shè)備投入低，周期相對較短，成本低廉。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種黑水虻幼蟲處理富銅固體有機(jī)廢棄物的方法，以對固體有機(jī)廢棄物排放的無機(jī)銅進(jìn)行減量化處理，同時(shí)制備富銅黑水虻幼蟲。
[0007]本發(fā)明的工藝步驟如下: 1、將獲得的黑水虻成蟲放于2m*2m*3m紗網(wǎng)內(nèi)，在紗網(wǎng)內(nèi)放置腐爛花果蔬菜或禽畜糞便作為引卵基質(zhì)，保持其濕度在60 — 90%,同時(shí)在基質(zhì)上方放置產(chǎn)卵盒，光照射條件下刺激產(chǎn)卵；
2、收集同一天的卵放置于溫度為20-40 °C,空氣濕度為40 — 90%的保溫箱中孵化，待孵化出幼蟲后，在幼蟲培育盆內(nèi)加入潮濕的固體有機(jī)廢棄物進(jìn)行培養(yǎng)，每kg固定有機(jī)廢棄物含銅量為150-600mg，所述的固體有機(jī)廢棄物為為含水量在60 — 90%的新鮮畜禽糞便，可以是單一的豬糞、雞糞、牛糞、羊糞或兩種及多種糞便的混合物，以豬糞為例，其中銅元素的含量為300-500mg/kg豬糞；
3、利用黑水虻幼蟲大量采食的特性，使得無機(jī)銅轉(zhuǎn)化進(jìn)入黑水虻幼蟲體內(nèi)；
所述含銅固體固體有機(jī)廢棄物的銅含量為150-600mg/kg固體有機(jī)廢棄物；
所述黑水虻幼蟲在含銅固體有機(jī)廢棄物中的培養(yǎng)條件為:溫度20 — 40°C，空氣濕度為40 一 90%ο
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有的有益效果:
1、在黑水虻幼蟲養(yǎng)殖過程采用含銅固體有機(jī)廢棄物，通過黑水虻幼蟲的富銅能力，對污染環(huán)境的固體有機(jī)廢棄物中的無機(jī)銅離子進(jìn)行了富集，有利于環(huán)保；2、固體有機(jī)廢棄物中富含銅離子，黑水虻幼蟲培養(yǎng)過程中通過黑水虻幼蟲的轉(zhuǎn)化過程，固體有機(jī)廢棄物中的無銅富集并轉(zhuǎn)化進(jìn)入黑水虻幼蟲體內(nèi)，從而獲得富銅的黑水虻幼蟲產(chǎn)品，可在一定程度上提升黑水虻幼蟲的功能價(jià)值；3、黑水虻養(yǎng)殖方便，其幼蟲富銅便捷，設(shè)備投入低，富銅能力穩(wěn)定，成本低廉。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)例一、采用新鮮畜禽糞便制備富銅黑水虻幼蟲
將獲得的黑水虻成蟲放于2m*2m*3m紗網(wǎng)內(nèi)，在紗網(wǎng)內(nèi)放置腐爛花果蔬菜或禽畜糞便作為引卵基質(zhì)，保持其濕度在60 — 90%,同時(shí)在基質(zhì)上方放置產(chǎn)卵盒，控制條件溫度為20 —40°C，空氣濕度為40 — 90%，自然光照射條件下刺激產(chǎn)卵；收集同一天的卵放置于溫度為20一 40°C，空氣濕度為40 — 90%的保溫箱中孵化，待孵化出幼蟲后,在幼蟲培育盆內(nèi)加入潮濕的固體有機(jī)廢棄物進(jìn)行培養(yǎng)，所述的固體有機(jī)廢棄物為為含水量在60 — 90%的新鮮畜禽糞便，可以是單一的豬糞、雞糞、牛糞、羊糞或兩種及多種糞便的混合物。以豬糞為例，其中銅元素的含量為300-500mg/kg豬糞。一次性投料，黑水虻幼蟲飼養(yǎng)密度為1000 — 2500頭蟲體/kg豬糞；培養(yǎng)7 — 20天后篩分處理得到富銅的黑水虻幼蟲及養(yǎng)殖殘?jiān)?br>
[0010]實(shí)例二、黑水虻幼蟲體內(nèi)銅含量的測定
黑水虻幼蟲體內(nèi)銅含量的測定方法如下:將采集的黑水虻幼蟲先用去離子水清洗干凈，然后轉(zhuǎn)移入鋪設(shè)有過濾紙的容器內(nèi)，置于黑暗處饑餓48h，期間每12h換一次過濾紙，促使黑水虻幼蟲腸道內(nèi)剩余物質(zhì)被完全排空，之后再經(jīng)冷凍干燥，研磨后準(zhǔn)確稱取
1.0000±0.0005g樣品裝入50ml聚四氟乙烯坩堝，添力口 HF、HN03和HC104(體積比2:1:1)溶液20ml，消化處理，待消化液澄清后用2mol/LHCl定容于50ml容量瓶中。采用火焰原子吸收光譜儀進(jìn)行測定。應(yīng)用本發(fā)明的方法，得到黑水虻幼蟲體內(nèi)的銅含量達(dá)到50-300mg/
kg ο
[0011]實(shí)例三、養(yǎng)殖殘?jiān)秀~含量的測定養(yǎng)殖殘?jiān)秀~含量的測定方法如下:糞便樣品經(jīng)風(fēng)干，粉碎、研磨后過60目尼龍網(wǎng)篩，備用。稱取0.5g樣品用HNO3和H2O2消煮?；鹧嬖游展庾V儀測定Cu濃度。用本發(fā)明的方法,采取黑水虻幼蟲處理過后的糞便殘?jiān)秀~含量為110-250mg/kg。糞便中銅的去除率為 16.7%-65%。
【權(quán)利要求】
1.一種黑水虻幼蟲處理富銅固體有機(jī)廢棄物的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將獲得的黑水虻成蟲放于2m*2m*3m紗網(wǎng)內(nèi)，在紗網(wǎng)內(nèi)放置腐爛花果蔬菜或禽畜糞便作為引卵基質(zhì)，保持其濕度在60 — 90%,同時(shí)在基質(zhì)上方放置產(chǎn)卵盒，光照射條件下刺激產(chǎn)卵； (2)收集同一天的卵放置于保溫箱中孵化，待孵化出幼蟲后，在幼蟲培育盆內(nèi)加入潮濕的固體有機(jī)廢棄物進(jìn)行培養(yǎng)，所述的固體有機(jī)廢棄物為為含水量在60 — 90%的新鮮畜禽糞便，可以是單一的豬糞、雞糞、牛糞、羊糞或兩種及多種糞便的混合物，以豬糞為例，其中銅元素的含量為300-500mg/kg豬糞； (3)利用黑水虻幼蟲大量采食的特性，使得無機(jī)銅轉(zhuǎn)化進(jìn)入黑水虻幼蟲體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑水虻幼蟲處理富銅固體有機(jī)廢棄物的方法，其特征在于:所述含銅固體固體有機(jī)廢棄物的銅含量為150-600mg/kg固體有機(jī)廢棄物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑水虻幼蟲處理富銅固體有機(jī)廢棄物的方法，其特征在于:所述黑水虻幼蟲在含銅固體有機(jī)廢棄物中的培養(yǎng)條件為:溫度20 — 40°C，空氣濕度為.40 一 90%ο
【文檔編號】A01K67/033GK104396888SQ201410598010
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】李燕, 張帆, 朱建航, 郭孝結(jié), 申高林 申請人:南昌大學(xué)