氨气(NH3)是重要的大气污染物之一,不但参与PM2.5的形成,还会造成水体富营养化和土壤酸化。中国是NH3排放量最多的国家之一,而畜禽养殖业是NH3的重要来源。近些年来NH3排放源解析的研究发现,养殖圈舍和粪便储存过程是生猪养殖业NH3排放的主要源头,因此研究生猪粪便中NH3的产生机制和减排技术对于NH3减排、改善农业环境和规范粪便管理具有重要意义。本课题选择了最具代表性的育肥期生猪粪便,利用米氏方程测定了猪粪中脲酶的活性,探究了温度、pH和粪尿混合速率对猪粪中脲酶活性的影响;分析了粪尿混合时NH3的排放特征和尿素的水解过程;为克服硫酸酸化猪粪的不足,验证了用乳酸代替硫酸酸化猪粪,通过设置不同的目标pH值,分析比较酸化过程中猪粪组分的变化和NH3排放特征;在乳酸酸化猪粪的基础上,进一步选择了富含有机酸的酒糟(DG)和醋渣(VR)作为酸化剂混合猪粪,并根据乳酸滴定设置了猪粪与酸渣的不同混合比例,分析比较了酸渣混合猪粪的NH3减排效果和其对猪粪组分的影响。主要研究结果如下:猪粪中的脲酶在底物尿素浓度为400 mM时表现出最佳活性,尿素水解最大反应速率和米氏常数分别为26.9±1.2 mmol[urea]kg-1 min-1 和99.7±3.5 mmol[urea]1-1;猪粪中的脲酶在35℃,pH 7.0以及混合速率821.8 rpm条件下表现出最佳活性。粪尿混合后,尿素的水解主要发生在前8 h,而且尿素的水解过程要快于TAN(TAN=NH4++NH3)的形成,但NH3的释放是一个缓慢而持续的过程。酸化目标pH相同时,乳酸相比硫酸需要消耗更多的量,但是短期内乳酸的酸化效果更好,NH3减排效率可达83%;乳酸在猪粪中的降解情况受储存时间和目标pH的影响,14 d内pH5.5的水平下乳酸可以降解93%;乳酸的添加会增加猪粪中总可溶性有机碳(TSOC)的水平,降低猪粪中干物质(DM)和蛋白质的降解速率,但对NO3-和可溶性磷(SP)影响较小。NH3的排放与酸渣的添加比例有关,酒糟(DG)和醋渣(VR)的减排效率最高可达61.4%和56.6%。酸渣酸化猪粪的过程与硫酸和乳酸不同,pH先逐渐下降再上升,最低pH值出现在第9d;DG中乳酸的降解主要集中在前9d,平均降解率为78%;储存过程中会生成新的乙酸,峰值出现在第15 d。酸渣的添加可以将更多的总碳(TC)和总碳(TN)保留在猪粪混合物中,但不会影响整体的C/N值;酸渣混合猪粪后,DM和有机质(OM)更加稳定,TSOC的降解速率变慢,SP的含量降低,TAN和NO3-水平在整个储存过程中均低于未经处理的猪粪。