SiO2纳米颗粒对猪粪好氧堆肥过程中重金属形态分布和细菌群落的影响

以猪粪和秸秆为原料,SiO2纳米颗粒(SiO2NPs)为添加剂,研究添加4个浓度梯度下(0、0.5、1.0和2.0 g/kg)SiO2NPs对好氧堆肥过程中腐熟度指标、重金属总量和形态分布规律以及细菌群落的影响,并探讨影响重金属生物利用度的因素.结果表明,添加SiO2NPs提高堆体温度并延长堆肥高温期.与堆肥前相比,堆肥后的pH显著升高,而电导率和C/N显著降低.种子发芽指数由堆肥前的50％升高到堆肥后的163％～182％.添加SiO2NPs有利于重金属组分由生物可利用形态(可交换态和可还原态)向稳定形态(可氧化态和残渣态)转化,Cu和Zn的钝化效率可分别达到65.10％～83.89％和6.62％～27.93％,极显著高于CK处理(分别为52.09％和1.83％,P＜0.01).添加SiO2NPs增加嗜热菌科的丰度,提高总细菌的多样性和丰富度.与Cu相关的优势细菌门为厚壁菌门(Firmicutes),与Zn相关的被鉴定为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria).偏最小二乘路径模型分析表明Cu的生物利用度受环境因素(C/N和电导率)和细菌的交互作用,而Zn的生物利用度受细菌和温度的直接影响.