菌株LPF-1 (Brevibacillus brevis LPF-1) 降解猪粪过程中降解物质的GS-MS 分析

1、福建农业学报 Fujian Journal of Agricultural Sciences 文章编号： 菌株 LPF-1（Brevibacillus brevis LPF-1）降解猪粪过程中 降解物质的 GS-MS 分析 蓝江林，刘波蓝江林，刘波*，陈峥，史怀，栗丰，陈峥，史怀，栗丰 （福建省农业科学院农业生物资源研究所，福建 福州 350003） 摘 要：利用气-质联用（GS-MS）分析猪粪污降解菌 LPF-1（Brevibacillus brevis LPF-1）降解猪粪过程中挥发性物 质的变化。以匹配度大于 80（最大为 100） ，含量大于 5%为标准，在三个处理中共检测到各类物质

2、23 种，其中菌株 LPF-1 发酵液检测到的物质种类最多，有 16 种；猪粪+水溶液整个过程中检测到共 12 种，其中苯类物质 3 种（1,2- 二甲苯、对二甲苯、间二甲苯） ，酚类物质 4 种（2,4-二叔丁基苯酚、苯酚、2,5-二叔丁基酚、4-甲基苯酚） ；猪粪 +LPF-1 发酵液处理整个过程中检测到物质共 10 种，其中苯类物质 1 种（对二甲苯） ，酚类物质 3 种（2,4-二叔丁基 苯酚、苯酚、4-甲基苯酚） ，菌株 LPF-1 能有效减少猪粪降解过程中苯类和酚类等有害物质种类的产生，具有进一步 开发成粪污微生物菌剂潜力。 关键词： Brevibacillus brevis LP

3、F-1；猪粪；GS-MS 中图分类号： 文献标识码： Detection of hog manure degradation by Brevibacillus brevis LPF-1 with GC-MS Lan Jiang-lin, Liu Bo*, Chen Zheng，Shi Huai, Li Feng (1.Agricultural Bioresource Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350003,China) Abstract:Effect of Brevibacillus

4、brevis LPF-1 on volatile organic compounds(VOCs)in hog manure degradation were researchded with Gas Chromatography/Mass Spectrometry(GS-MS).In condition with matching degree80,relative content5%, there were twelty-three VOCs in three samples.A total of sixteen VOCs were detected in liquid fermentati

5、on of strain LPF-1, as compared to twelve VOCs in mix liquid of hog manure with three chlorobenzens and four phenolics and ten VOCs in mix liquid of hog manure and strain LPF-1 with a chlorobenzens and three phenolics.The results showed that sorts of chlorobenzens and phenolics could be reduced effe

6、ctively by strain LPF-1 in hog manure decomposition. Key words: Brevibacillus brevis LPF-1；hog manure；GS-MS 养猪业是我国一项重要产业，2009年生产 出栏达6.4亿头，产量4889万吨。规模化的迅猛 发展，养猪粪污产量大而且集中，远远超过了 自然分解能力，造成的环境污染问题日益凸显， 而且存在传播疾病的潜在风险，养猪粪污的处 理已经成为限制养殖业持续稳定发展的瓶颈。 众多的专家学者尝试用各种各样的方法降解粪 污，以减少或消除养殖业对环境造成的影响。 目前对于猪粪的处理多是采用堆肥降解的

7、方式，对于堆肥过程中猪粪理化性质的变化， 微生物动态变化等，已有许多研究。Mars S等 研究了初始pH值对堆肥温度的影响1。如凌云 等2利用自行开发的的禽畜粪便高效降解菌剂 （共包括7株芽孢杆菌属细菌、2株微球菌属细 菌及4株放线菌）进行了猪粪堆肥过程中的主要 理化指标。结果表明，堆肥过程中有机质的降 解效果比对照高出了10%，含水率比对照组低 了8 %。牛明芬等比较了三种微生物菌剂对畜禽 粪便堆肥温度指标的影响3。李敏清等研究了畜 禽粪便堆肥过程中酶活性及微生物数量的变化4。 而猪粪降解过程中物质结构变化的研究尚不多 见。有研究表明，猪粪在降解过程中恶臭主要 由四类物质组成：挥发性脂肪酸、

8、吲哚类和酚 类物质、氨气和挥发性胺5。这些气体主要是由 于微生物降解猪粪复杂的有机结构发酵而产生 的6,7。谢军飞等8通过气相色谱法利用封闭式 福建农业学报 Fujian Journal of Agricultural Sciences 文章编号： 测定箱对两种不同堆肥处理方式的猪粪产生的 气体进行了取样，然后通过气相色谱分析仪对 其所含二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷 (CH4 )进行了测定分析。近年来，随着测定技术 的发展，气-质联用技术（GS-MSD）被越来越 多的用在挥发性有机物（VOCs）分析中。黄俊 等9采用顶空固相微萃取-气相色谱/质谱法分析 鉴定畜禽粪便中的挥发性有

9、机化合物，从猪粪 中分离鉴定出40种VOCs。对于猪粪降解过程中 挥发性物质组成的变化，尚缺乏研究信息。本 研究利用气-质联用技术（GS-MSD）分析猪粪 在菌株LPF-1降解过程中挥发性物质的组成变化， 动态了解猪粪降解过程挥发物质的变化，为下 一步研究猪粪降解机理积累试验基础。 1.材料与方法材料与方法 1.1 实验材料 材料：新鲜猪粪；菌株 LPF- 1（Brevibacillus brevis LPF-1，福建省农科院 农业生物资源所分离，中科院微生物所鉴定） 。 实验仪器：美国 Agilent 公司制造的 7890A/5975C 气质联用仪（GC/MSD）。操作 软件：Agilent

10、 G1701EA GC/MSD ChemStation。 1.2 实验方法 处理 1：阳性对照，粪污降解菌 LPF- 1（Brevibacillus brevis LPF-1）发酵液（浓度： 1.64109cfu/ml）1000ml。处理 2：新鲜猪粪 200g，加水稀释至 1000ml。处理 3：阴性对照， 取新鲜猪粪 200g，加入粪污降解菌 LPF-1 发酵 液至 1000ml。以上处理盛于广口瓶中，盖上瓶 塞，置室温培养（28-33） ，每天晃动一次使 溶液均匀。处理当天记作第 0 天，每隔 3 天取 20ml 溶液，过滤，再用微孔滤膜抽滤，取 15 mL 抽滤液体于 50 mL 三角

11、瓶中，加入 30mL 乙 酸乙酯溶液，充分搅拌并静止后，萃取得到乙 酸乙酯层，加无水硫酸钠处理，离心取上清液 装入 GC 小瓶，置于 4冰箱保存，等待进样。 GC-MS 分析条件：采用 HP5-MS 色谱柱， 进样口温度 250，压力 5.5977 psi，总流量 104 mL/min，隔垫吹扫流量 3 mL/min，分流比 100:1。升温程序为：50保持 2min，以 3 /min 上升到 120保持 5min，以 10/min 上 升到 200，然后以 20/min 上升到 280保 持 5min。质谱条件：溶剂延迟：4.00min；采 集模式：全扫描；EMV 模式：相对值；全扫描 参数

12、：开始时候的质量数 50.00amu，结束时的 质量数 550.00mu；MS 温度：离子源 230， MS 四级杆 150。 物质分析：以匹配度大于 80（最大为 100）为 依据，选取各样品检测到相对含量5%的物质 进行分析。 2.结果与分析结果与分析 2.1 粪污降解菌 LPF-1 降解猪粪过程的 GS-MS 总离子流谱图分析 各处理每 3 天取样进行检测，菌株 LPF-1 发酵液和猪粪+ LPF-1 发酵液处理检测 6 次，猪 粪+水处理在第 0 天时未检测，共检测 5 次。以 第 9 天为例，各处理检测总离子流谱图分别见 图 1、图 2 和图 3。横坐标表示各物质在气相色 谱中出现特

13、征峰的时间，纵坐标则表示各物质 的峰高。菌株 LPF-1 发酵液在处理第 9 天共检 测到 40 个物质峰。主要集中在 25min 到 45min 之间，相对含量最大为棕榈酸甲酯，物质峰出 现在 29.398min，含量达 15.29%。猪粪+水处 理在第 9 天检测到 40 个物质峰，相对含量最大 为乙酸，物质峰出现在 9.074min，含量达 8.98%。 猪粪+LPF-1 发酵液处理在第 9 天也检测到 40 个物质峰，相对含量最大的物质峰为 4-甲基苯 酚，出现在 11.397min，含量为 26.17%。 福建农业学报 Fujian Journal of Agricultural S

14、ciences 文章编号： 图 1 菌株 LPF-1 发酵液第 9 天 GS-MS 谱图 Fig.1 The GS-MS spectrogram on 9th day for Fermented Liquior of strain LPF-1 图 2 猪粪+H2O 第 9 天 GS-MS 谱图 Fig.2 The GS-MS spectrogram on 9th day for mixture of pig feces and H2O 图 3 猪粪+菌株 LPF-1 发酵液第 9 天 GS-MS 谱图 Fig.3 The GS-MS spectrogram on 9th day for mix

15、ture of pig feces and Fermented Liquior of strain LPF-1 以匹配度大于 80（最大为 100）为依据， 各样品检测到相对含量5%的物质种类数量见 表 1。粪污降解菌 LPF-1 发酵液产生物质的种 类数随着时间增加而增加，到 9 天达到高峰， 随后逐步降低，在第 0、3、6、9、12 和 15 天 时检测到物质分别为 8、16、27、33、14 和 25 种。猪粪+H2O 溶液检测到的物质分别为 22、9、11、14、23 和 18 种。猪粪+LPF-1 溶 液第 0 天未检测，第 3、6、9、12 和 15 天检测 到的物质分别为 13、

16、18、14、23 和 31 种。 表 1 不同处理可检测到的色谱峰（匹配度80，相对含量5%） Tab.1 Chromatographic peak detected in different treatment（matching degree80, relative content5%） 检测到的物质种类数量 样品 0d3d6d9d12d15d LPF-1 发酵液81627331425 猪粪+H2O22911142318 猪粪+ LPF-1未检测1318142331 福建农业学报 Fujian Journal of Agricultural Sciences 文章编号： 2.2 粪污降解菌

17、LPF-1 猪粪降解过程的分解产物 变化特性 以匹配度大于 80% 为依据，各样品不同时 间检测到物质含量大于 5%的种类见表 2，共有 23 种物质。其中，第 0 天菌株 LPF-1 发酵液检 测到 4 种物质，分别为 1,3-二甲基-4-乙基苯、 苯丙环丁烯、乙基己醇和 2,4-二叔丁基苯酚， 相对含量分别为 11.63%、16.54%、8.97%和 8.82%；处理猪粪+水检测到物质分别为：对二 甲苯、苯乙烯、乙基己醇和 2,5-二叔丁基酚， 相对含量分别为 7.13%、10.03%、5.29%和 8.14。其中乙基己醇在 2 个样品中均存在。 处理第 3 天，菌株 LPF-1 发酵液检

18、测到 5 种物质，分别为对二甲苯、2-乙基己醇、2,4-二 叔丁基苯酚、棕榈酸甲酯和油酸甲酯，它们相 对含量分别为 7.33%、5.72%、5.16%、17.11%和 6.24；处理猪粪+水检测到 4 种物质，分别为 1，2-二甲苯、2-乙基己醇、甲基苯酚和 2，5- 二叔丁基酚，相对含量分别为 10.56%、7.43%、15.43%和 10.46%；处理猪 粪+LPF-1 发酵液检测到的 3 种物质为对二甲苯、 2-乙基己醇和 2，4-二叔丁基苯酚，相对含量分 别为 9.94%、6.87%和 9.48%；其中苯乙烯和 2-乙基己醇在三个处理中均存在。 处理第 6 天，菌株 LPF-1+发酵液

19、检测到 3 种物质，分别为间二甲苯、对二甲苯和环辛四 烯，它们相对含量分别为 6.69%、5.77%和 8.13%；处理猪粪+水检测到 2 种物质，分别为 间二甲苯、2，4-二叔丁基苯酚，相对含量分别 为 9.67%和 8.89%；处理猪粪+LPF-1 发酵液检 测到的 5 种物质为对二甲苯、环辛四烯、4-甲基 苯酚、2，4-二叔丁基苯酚和棕榈酸甲酯，相对 含量分别为 6.10%、8.74%、11.42%、8.18% 和 7.99%。 处理第 9 天，菌株 LPF-1+发酵液检测到 5 种物质，分别为棕榈酸甲酯、8-十八碳烯酸,甲 基酯、硬酯酸甲酯 C18、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧 酸，

20、甲基酯和木蜡酸甲酯，相对含量为 15.29%、6.81%、6.97%、5.35%和 5.22%； 处理猪粪+水检测到 2 种物质，分别为乙酸和氢 化肉桂酸，相对含量分别为 8.98%和 6.66%； 处理猪粪+LPF-1 发酵液检测到的 4 种物质分别 为 2-甲基丁酸、乙酸、4-甲基苯酚和氢化肉桂 酸，相对含量分别为 8.47%、8.32%、26.17% 和 14.00%。 处理第 12 天，菌株 LPF-1+水检测到 4 种 物质，分别为对二甲苯、2-乙基己醇、3，4-二 甲基苯甲醛和 2,5-二叔丁基酚，相对含量分别 为 8.59%、6.86%、7.30%和 7.86%；处理猪粪 +水检

21、测到 5 种物质，分别为对二甲苯、苯酚、 2-乙基己醇、2,5-二叔丁基酚和棕榈酸甲酯，相 对含量分别为 6.56%、5.25%、5.14%、6.07% 和 8.8%；处理猪粪+LPF-1 发酵液检测到的 4 种物质分别为对二甲苯、2-乙基己醇、2，4-二 叔丁基苯酚和棕榈酸甲酯，相对含量分别为 6.84%、5.46%、8.81%和 6.02%。 处理第 15 天，菌株 LPF-1+水检测到 3 种 物质，分别为异戊酸、十一烯酸和十五烷酸， 14-甲基-，甲基乙酯，相对含量分别为 19.21%、5.18%和 9.16%；处理猪粪+水检测到 5 种物质，分别为间二甲苯、正戊酸、2-乙基己 醇、4

22、-甲基苯酚和 2，4-二叔丁基苯酚，相对含 量分别为 5.70%、7.67%、5.03%、13.61%和 7.42%；处理猪粪+LPF-1 发酵液检测到的 2 种 物质分别为苯酚和 4-甲基苯酚，相对含量为 12.17%和 7.90%。 表 2 各处理不同时间检测到的物质（匹配度80，相对含量5%） Tab.2 Matter detected in different treatment（matching degree80, relative content5%） 含量（%）处理 时间 （d） 名称分子式结构式 LPF-1猪粪+水猪粪+LPF-1 0 p-Xylene;对二甲苯C8H10 -7

23、.13未测 福建农业学报 Fujian Journal of Agricultural Sciences 文章编号： 处理 时间 （d） 名称分子式结构式 含量（%） LPF-1猪粪+水猪粪+LPF-1 Benzene, 1,3-dimethyl-;间二 甲苯 C10H14 11.63-未测 Bicyclo4.2.0octa-1,3,5- triene;苯丙环丁烯 C8H8 16.54-未测 1-Hexanol, 2-ethyl-;2-乙基己 醇 C8H18O 8.975.29未测 Phenol, 2,5-bis(1,1- dimethylethyl);2,5-二叔丁基 酚 C14H22O-8

24、.14未测 Phenol, 2,4-bis(1,1- dimethylethyl);2,4-二叔丁基 苯酚 C14H22O 8.82-未测 o-Xylene;1,2-二甲苯C8H10 -10.56- p-Xylene;对二甲苯C8H10 7.33-9.94 1-Hexanol, 2-ethyl;2-乙基己 醇 C8H18O 5.727.436.87 Phenol, 4-methyl-;4-甲基苯 酚 C7H8O -15.43- Phenol,2,4-bis(1,1- dimethylethyl); 2,4-二叔丁基 苯酚 C14H22O 5.16-9.48 Phenol, 2,5-bis(1,

25、1- dimethylethyl);2,5-二叔丁基 酚 C14H22O -10.46- Hexadecanoic acid, methyl ester;棕榈酸甲酯 C17H34O2 17.11- 3 9-Octadecenoic acid, methyl ester;油酸甲酯 C19H36O2 6.24- Benzene, 1,3- dimethyl;间二 甲苯 C8H10 6.699.67- p-Xylene;对二甲苯C8H10 5.77-6.10 1,3,5,7-Cyclooctatetraene;环 辛四烯 C8H8 8.13-8.74 6 Phenol, 4-methyl-;4-甲基

26、苯 酚 C7H8O -11.42 福建农业学报 Fujian Journal of Agricultural Sciences 文章编号： 处理 时间 （d） 名称分子式结构式 含量（%） LPF-1猪粪+水猪粪+LPF-1 Phenol, 2,4-bis(1,1 - dimethylethyl);2,4-二叔丁基 苯酚 C14H22O-8.898.18 Hexadecanoic acid, methyl ester;棕榈酸甲酯 C17H34O2 -7.99 Butanoic acid, 2-methyl-;2- 甲基丁酸 C5H10O2 -8.47 Hexanoic acid;乙酸C6H12

27、O2 -8.988.32 Phenol, 4-methyl-;4-甲基苯 酚 C7H8O -26.17 Benzenepropanoic acid;氢化 肉桂酸 C9H10O2 -6.6614.00 Hexadecanoic acid, methyl ester;棕榈酸甲酯 C17H34O2 15.29- 8-Octadecenoic acid, methyl ester；8-十八碳烯酸,甲基酯 6.81- Octadecanoic acid, methyl ester; 硬酯酸甲酯 C18 C19H38O2 6.97- Cyclopropaneoctanoic acid, 2-octyl-,

28、 methyl ester；2-羟 基丙烷-1,2,3-三羧酸,甲基酯 C20H38O25.35- 9 Tetracosanoic acid, methyl ester;木蜡酸甲酯 C25H50O2 5.22- p-Xylene;对二甲苯C8H10 8.596.566.84 Phenol;苯酚C6H6O -5.25- 1-Hexanol, 2-ethyl-;2-乙基己 醇 C8H18O 6.865.145.46 Benzaldehyde, 3,4-dimethyl- ;3,4-二甲基苯甲醛 C8H18O 7.30- Phenol, 2,4-bis(1, 1- dimethylethyl) ;

29、2,4-二叔丁基 苯酚 C14H22O -8.81 Phenol, 2,5-bis(1,1- dimethylethyl) ; 2,5-二叔丁基 酚 C14H22O 7.86- - Phenol, 2,5-bis(1,1- dimethylethyl) ;2,5-二叔丁基 酚 C14H22O -6.07- 12 Hexadecanoic acid, methyl ester;棕榈酸甲酯 C17H34O2 -8.86.02 福建农业学报 Fujian Journal of Agricultural Sciences 文章编号： 处理 时间 （d） 名称分子式结构式 含量（%） LPF-1猪粪+水

30、猪粪+LPF-1 Butanoic acid, 3-methyl-;异 戊酸 C5H10O2 19.21- Benzene, 1,3-dimethyl-;间二 甲苯 C8H10 -5.70- Undecylenic Acid;十一烯酸C11H20O2 5.18- Pentanoic acid;正戊酸C5H10O2-7.67- Phenol;苯酚C6H6O -12.17 Pentadecanoic acid,14- methyl-,methyl ester; 14-甲 基十五烷酸甲酯 C17H34O29.16- 1-Hexanol, 2-ethyl-;2-乙基己 醇 C8H18O -5.03-

31、Phenol, 4-methyl-;4-甲基苯 酚 C7H8O -13.617.90 15 Phenol, 2,4-bis(1,1- dimethylethyl); 2,4-二叔丁基 苯酚 C14H22O -7.42- 注：“-”表示在匹配度80%，含量5%的条件下未检测到该物质。 2.3 粪污降解菌 LPF-1 降解猪粪过程分解产物的 分布特性 利用聚类分析，以不同处理在不同时间检 测到的物质为样本，物质编号 1-23，将各物质 在各处理中出现在不同处理发酵过程的次数统 计见表 3。以各物质在各处理中出现次数为指标， 以兰氏距离为尺度，用可变法对数据进行系统 聚类分析，结果见图 4。当 =1

32、.17 时，可将 23 个物质分为 6 个类群。 表 3 各物质在各处理中出现频次 Tab.3 Frequency of matter detected in every treatment 编号物 质LPF-1猪粪+水猪粪+LPF-1 11,3,5,7-Cyclooctatetraene;环辛四烯101 8Butanoic acid,2-methyl-;2-甲基丁酸 0 0 1 38-Octadecenoic acid,methyl ester 油酸甲酯100 4Benzaldehyde,3,4-dimethyl-;3,4-二甲基苯甲醛100 7Bicyclo4.2.0octa-1,3,5-

33、triene;苯丙环丁烯100 9Butanoic acid,3-methyl-;异戊酸100 10Cyclopropaneoctanoic acid,2-octyl-, methyl ester2-羟基丙烷-1,2,3-三羧 酸,甲基酯 1 00 13Octadecanoic acid,methyl ester;硬酯酸甲酯 C18100 15Pentadecanoic acid,14-methyl-,methyl ester;十五烷酸,14-甲基-,甲基乙 酯 10 0 22Tetracosanoic acid,methyl ester;木蜡酸甲酯100 23Undecylenic Acid

34、;十一烯酸 1 00 福建农业学报 Fujian Journal of Agricultural Sciences 文章编号： 21-Hexanol, 2-ethyl-;2-乙基己醇 342 17Phenol, 2,4-bis(1,1- dimethylethyl) ;2,4-二叔丁基苯酚223 21p-Xylene;对二甲苯323 11Hexadecanoic acid,methyl ester;棕榈酸甲酯212 5Benzene,1,3- dimethyl;间二甲苯 320 19Phenol,2,5-bis(1,1- dimethylethyl);2,5-二叔丁基酚130 6Benzene

35、propanoic acid;氢化肉桂酸011 12Hexanoic acid;乙酸011 20Phenol;苯酚011 18Phenol, 4-methyl-;4-甲基苯酚023 14o-Xylene;1,2-二甲苯010 16Pentanoic acid;正戊酸 01 0 注：“1”表示该物质在该处理中存在。 “0”表示表示该物质在该处理中未检测到。 类群包括环辛四烯和 2-甲基丁酸 2 种物 质，均在猪粪+LPF-1 发酵液处理出现 1 次。 类群包括 9 种物质，仅在 LPF-1 发酵液 中出现存在。包括油酸甲酯、二甲基苯甲醛、 苯丙环丁烯、异戊酸、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸,甲

36、 基酯、硬酯酸甲酯 C18、十五烷酸,14-甲基-,甲 基乙酯、木蜡酸甲酯和十一烯酸。 类群包括 4 种物质，物质在 3 个处理中 均出现 1 次以上，分别为 2-乙基己醇、2,4-二 叔丁基苯酚、对二甲苯和棕榈酸甲酯。 类群包括 2 种物质，存在于 LPF-1 发酵 液猪粪+H2O 溶液中，包括间二甲苯和 2,5-二叔 丁基酚。 类群包括 4 种物质，仅在猪粪+H2O 溶液 和猪粪+LPF-1 发酵液处理中出现，分别为氢化 肉桂酸、乙酸、苯酚和 4-甲基苯酚。 类群仅在猪粪+H2O 溶液中存在，包括 1,2-二甲苯和正戊酸 2 种物质。 图 4 物质在处理中存在情况聚类分析 兰氏距离 物质编

37、号 福建农业学报 Fujian Journal of Agricultural Sciences 文章编号： Fig. 4 Cluster analysis of matter detected in every treatment 2.4 不同处理在猪粪降解过程特征产物的异质性 2.4.1 不同处理猪粪降解过程产物种类的差异 将各样本在处理过程中检测到的物质列于表 4， 各种物质在不同时间的样品中含量见表 2。3 个 处理共检测到各类物质 23 种，其中菌株 LPF-1 发酵液在处理过程中检测到的物质种类最多， 有 16 种；猪粪+水处理过程中共检测到 12 种物 质；猪粪+LPF-1 发酵

38、液处理过程中共检测 10 种物质。 表 4 各处理检测到的物质种类 Tab. 4 Matter detected in every treatment 物 质 菌株 LPF-1+ 水 环辛四烯、2-乙基己醇、2,4-二叔丁基苯酚、对二甲苯、棕榈酸甲酯、油酸甲酯、3,4-二甲基苯甲 醛、间二甲苯、苯丙环丁烯、异戊酸、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸,甲基酯、硬酯酸甲酯 C18、十五烷 酸,14-甲基-,甲基乙酯、木蜡酸甲酯、十一烯酸、2,5-二叔丁基酚 猪粪+水2-乙基己醇、2,4-二叔丁基苯酚、对二甲苯、棕榈酸甲酯、氢化肉桂酸、乙酸、苯酚、4-甲基苯酚、 1,2-二甲苯、正戊酸、间二甲苯、2,

39、5-二叔丁基酚 猪粪+LPF-1环辛四烯、2-甲基丁酸、2-乙基己醇、2,4-二叔丁基苯酚、对二甲苯、棕榈酸甲酯、氢化肉桂酸、 乙酸、苯酚、4-甲基苯酚 2.4.2 猪粪+水阴性对照组和粪污降解菌 LPF-1 菌液阳性对照组产物分布特性 在猪粪+水的处 理猪粪+LPF-1 发酵液这 2 个处理中均检测到的 物质共有 8 种。在第 3 天检测到物质为 2-乙基 己醇，在猪粪+水的处理和猪粪+LPF-1 发酵液 处理中相对含量分别为 7.43%和 6.87%；第 6 天检测到的物质 1 种，为 2,4-二叔丁基苯酚， 在猪粪+水的处理猪粪+LPF-1 发酵液处理中相 对含量分别为 8.89%和 8

40、.18%；第 9 天检测到 物质 2 种，为乙酸和氢化肉桂酸，在猪粪+水的 处理中相对含量分别为 8.98%和 6.66%，在猪 粪+LPF-1 发酵液处理中相对含量分别为 8.32% 和 14.00%；第 12 天检测到物质 4 种，分别是 对二甲苯、2-乙基己醇、棕榈酸甲酯和苯酚，它 们在猪粪+水的处理中相对含量分别为 6.56%、5.14%、8.8%和 5.25%，在猪粪+LPF- 1 发酵液处理中相对含量分别为 6.84%、5.46%、6.02%和 0%；第 15 天检测到 2 种物质，4-甲基苯酚在猪粪+水的处理猪粪 +LPF-1 发酵液处理中相对含量分别为 13.61% 和 7.9

41、0%，苯酚仅在猪粪+LPF-1 发酵液处理中 存在，相对含量为 12.17%。 表 5 在粪污降解菌 LPF-1 发酵液和猪粪+水处理组不同时间检测到的物质含量（%） Tab.5 Content of matter detected in Fermented Liquior of strain LPF-1 and mixture of pig feces and H2O（%） 处理时间（d）名称猪粪+水猪粪+LPF-1 3 1-Hexanol, 2-ethyl;2-乙基己醇7.436.87 6Phenol, 2,4-bis(1,1 -dimethylethyl);2,4-二叔丁基苯酚8.898

42、.18 Hexanoic acid;乙酸8.988.329 Benzenepropanoic acid;氢化肉桂酸6.6614.00 p-Xylene;对二甲苯6.566.84 1-Hexanol, 2-ethyl-;2-乙基己醇5.145.46 Hexadecanoic acid, methyl ester;棕榈酸甲酯8.86.02 12 Phenol;苯酚5.25- Phenol, 4-methyl-;4-甲基苯酚13.617.9015 Phenol;苯酚-12.17 注：“-”表示在匹配度80%，含量5%的条件下未检测到该物质。 福建农业学报 Fujian Journal of Agri

43、cultural Sciences 文章编号： 2.4.3 不同处理猪粪分解过程同时出现的产物分 析 结果见表 6。在 3 个处理中均存在的物质 共有 4 种，分别为 2-乙基己醇、2,4-二叔丁基苯 酚、对二甲苯和棕榈酸甲酯，4 种物质在各处理 不同时间分别被检测到，相对含量也不同。 表 5 在 3 种处理组均检测到的物质含量（%） Tab.5 Content of matter detected in three treatment（%） 时间物质LPF-1猪粪+水猪粪+LPF-1 1-Hexanol, 2-ethyl-;2-乙基己醇 8.975.29- Phenol, 2,4-bis(1

44、,1- dimethylethyl) ;2,4-二叔丁基苯酚8.82- 0 p-Xylene;对二甲苯-7.13- 1-Hexanol, 2-ethyl-;2-乙基己醇5.727.436.87 Phenol, 2,4-bis(1,1- dimethylethyl) ;2,4-二叔丁基苯酚5.16-9.48 p-Xylene;对二甲苯7.33-9.94 3 Hexadecanoic acid,methyl ester;棕榈酸甲酯17.11- Phenol, 2,4-bis(1,1- dimethylethyl) ;2,4-二叔丁基苯酚-8.898.18 p-Xylene;对二甲苯5.77-6.1

45、0 6 Hexadecanoic acid,methyl ester;棕榈酸甲酯-7.99 9Hexadecanoic acid,methyl ester;棕榈酸甲酯15.29- 1-Hexanol, 2-ethyl-;2-乙基己醇6.865.145.46 Phenol, 2,4-bis(1,1- dimethylethyl) ;2,4-二叔丁基苯酚8.81 p-Xylene;对二甲苯8.596.566.84 12 Hexadecanoic acid,methyl ester;棕榈酸甲酯-8.86.02 1-Hexanol, 2-ethyl-;2-乙基己醇-5.03-15 Phenol, 2,

46、4-bis(1,1- dimethylethyl) ;2,4-二叔丁基苯酚-7.42- 注：“-”表示在匹配度80%，含量5%的条件下未检测到该物质。 3 结论与讨论结论与讨论 猪舍空气环境是一个多变量耦合的结果， 主要气体是氮气、甲烷、硫化物、一氧化碳、 二氧化碳和挥发性有机醇类、醛类、酯类、胺 类，国家规定的恶臭污染物排放标准 （GB14554-93）有氨、三甲胺、硫化氢、甲硫 醇、甲硫醚、二甲二硫醚、二硫化碳、苯乙烯 等物质。猪粪的降解是个复杂的过程，粪便在 猪大肠菌群作用下 L 色氨酸既能直接降解形成 吲哚，又能经吲哚 3 乙酸再形成粪臭素10，而 对于猪场的的不良气味，无论是定性测量

47、还是 定量测量，目前都还缺乏便捷有效的技术方法。 气相色谱法可以分析固体废弃物中苯酚及邻、 间、对甲酚，具有很好的应用前景11，对于复 杂基质中的痕量挥发性有机物来说，GC-MSD 技术是目前最佳和准确的分析方法12。黄俊等9 顶空固相微萃取气相色谱/质谱法从猪粪中分 离鉴定出 40 种挥发性成分，为 3-甲基氢化吲哚 （48.89%） 、对甲苯酚（24.68%） 、吲哚 （7.30%）等。本研究采用气-质联用技术 （GC-MS），观察猪粪降解过程挥发性物质的 变化，匹配度大于 80%，相对含量大于 5%条件 下，3 个处理共检测到各类物质 23 种，其中菌 株 LPF-1 发酵液在处理过程中

48、检测到的物质种 类最多，有 16 种；猪粪+水处理过程中共检测 到 12 种物质；猪粪+LPF-1 发酵液处理过程中 共检测 10 种物质。研究结果表明，猪粪在降解 的过程中，挥发性物质的种类是很丰富。 猪舍有害气体的浓度高低决定着危害人畜 健康的大小，一般认为，硫化物是臭气的主要 元凶。苯类物质对人体的造血功能有抑制作用， 对人体致癌作用13。灌溉水中苯类物质(甲苯、 二甲苯、异丙苯、硝基苯和氯苯)对农作物还具 福建农业学报 Fujian Journal of Agricultural Sciences 文章编号： 有毒性效应（袁志华，2004） 。本研究结果表明 在猪粪降解的前期，主要以苯类和苯酚类物质 为主，如 1,2-二甲苯、对二甲苯、间二甲苯等， 2,4-二叔丁基苯酚、4-甲基苯酚、苯酚和 4-甲基 苯酚等。降解后期，则多为有机酸和酯类物质