近年来,我国规模化养殖迅速发展,在促进经济发展的同时,产生大量畜禽粪便也带来了诸多环境问题,其中重金属和类固醇类雌激素残留越来越受到关注。畜禽粪便农用后,重金属和类固醇类雌激素在土壤中累积,威胁农产品安全,同时可以对地表水和地下水迁移。畜禽粪便中含有大量可溶态有机质(DOM),可与重金属和雌激素结合增强其迁移能力和潜在污染风险。堆肥是畜禽粪便的常用处置方式,堆肥过程中有机质在微生物作用下降解,DOM含量显著降低,同时组分和结构的发生变化,直接影响其与重金属和类固醇类雌激素的之间的作用,从而影响重金属和雌激素的环境行为。　　 本论文首先调查了东北三省不同规模养殖场畜禽饲料及其粪便中重金属的残留情况,并估算了典型区域农田的负荷承载；同时分析了典型区域内粪便重金属向水体的输入风险；然后,以猪粪和牛粪为例,观察堆肥处理对畜禽粪便DOM的降解情况,并通过渗析、三维荧光光谱和原子力显微镜表征畜禽粪便堆肥过程中组分和结构变化。应用荧光猝灭法研究了堆肥对粪便DOM与Cu和雌激素(E2和EE2)的作用的影响及机理,并进一步探讨了堆肥DOM对雌激素(E2和EE2)在土壤表面的吸附和降解的影响。论文主要研究结论如下:　　 (1)东北三省畜禽粪便中Cu、Cd和As具有较高浓度的残留,猪粪中重金属残留相对鸡粪和牛粪严重。东北黑土区耕地畜禽粪便Cu负荷平均为12.1kg/km2,进入松花江和辽河水系的吸附态Cu的流失量为1.09t/yr；辽宁省污灌区农田畜禽粪便Cd负荷介于0.2～0.8 kg/km2,污灌区六市畜禽粪便Cd流失进入辽河水系达15.7kg/yr。　　 (2)堆肥过程中,畜禽粪便DOM中类酪氨酸和类色氨酸物质大量降解,生成大量类腐殖酸物质。堆肥后,猪粪DOM中小分子量组分比例(MW＜1000Da)显著减小,大分子量组分(Mw＞14000Da)比例相对增加,而牛粪中1000＜MW＜7000Da和7000＜MW＜14000Da组分比例相对增加。新鲜猪粪和牛粪DOM分子聚合体直径较小,均呈扁平的球状结构；堆肥后DOM分子产生聚合,其中猪粪堆肥DOM中形成了一些较大的海绵状结构。　　 (3)相对新鲜粪便,堆肥DOM与Cu的络合容量显著降低；与E2键合的吸附系数略有增加。研究显示,DOM组分和结构变化对其与Cu和E2的相互作用具有显著影响。　　 (4)土壤和河流沉积物对E2和EE2吸附符合Freundlich等温吸附方程,吸附能力与总有机碳(TOC)呈正相关。猪粪及其堆肥DOM对E2在土壤表面均呈现明显的抑制作用。　　 (5)在10℃和-10℃冻融循环下,不同含水量土壤中E2的降解的半衰期介于1.16-1.36天,EE2的降解半衰期为6.40-8.68天。相对于新鲜猪粪,堆肥猪粪DOM更能促进土壤雌激素的降解。　　 综上,堆肥过程中畜禽粪便DOM含量降低,同时组分和结构发生改变,影响其与Cu和雌激素之间的作用,从而降低了畜禽粪便中Cu和雌激素对地表水体的潜在污染风险。