生物沥浸深度脱水污泥为主料,四种农林有机废物为辅料,设4个处理组(T1:污泥+甘蔗渣、T2:污泥+秸秆、T3:污泥+米糠、T4:污泥+木屑)进行混合堆肥,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和三维荧光光谱(3D-EEM),研究不同辅料堆肥过程中溶解性有机质(DOM)结构特征和组分含量的演化规律.UV-Vis结果显示,四个处理组在堆肥过程中DOM的芳香度和不饱和度皆有所增加,其中T3处理组的增加幅度最大.四个处理组的紫外参数SUVA254和SUVA280均呈现递增趋势,其中T3处理组的变化幅度高于其他三个处理组,表明芳构化程度加深,DOM分子量逐渐加大;E253/E203和E253/E220在堆肥结束时显著增加,表明DOM中苯环上的脂肪链发生氧化分解,转化为羧基羰基等官能团,A226～400随堆肥进行增加而E250/E365减小,表明共轭程度增加.FTIR结果表明堆肥过程中多糖类、脂肪族类物质含量在减少,包括带有苯环的芳香族等不饱和有机物在增加,其中T4处理组的转化程度优于其他三个处理组.发射荧光光谱显示荧光峰位置由334 nm红移至422 nm附近,说明共轭程度低的物质不断降解,芳香基团不断缩合,生成结构复杂的类腐殖质物质.同步荧光光谱中代表类蛋白物质的荧光峰随堆肥时间由强变弱,代表腐殖质的荧光峰由弱变强,A250～308值降低,A308～360和A363～500值上升,说明了类蛋白质物质在不断降解而类胡敏酸物质和类富里酸物质含量在上升.结合平行因子(PARAFAC)模型分析四个处理组的三维荧光光谱,将DOM解析为三类荧光组分,根据每个组分所在的激发、发射波长位置分析判断,三类组分分别是类富里酸物质,类胡敏酸物质和类色氨酸物质,且C1(类富里酸物质)和C2(类胡敏酸物质)组分所占百分比呈现增加趋势,C3(类色氨酸物质)组分所占百分比呈现减少趋势,表明类蛋白物质减少而类腐殖质物质增加,其中T3和T4处理组的腐殖化程度较好.综合分析,米糠和木屑作为辅料时堆肥腐熟度更好.

溶解性有机质(DOM);辅料;生物沥浸深度脱水污泥;堆肥;光谱特征

卢泽;席北斗;台德志;陆良全;孙晓杰;张军;张华

桂林理工大学环境科学与工程学院,广西 桂林 541006;桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心,广西 桂林 541006;中国环境科学研究院地下水与环境系统工程创新基地,北京 100012

光谱学与光谱分析

[1]卢泽;席北斗;台德志;陆良全;孙晓杰;张军;张华-.不同辅料与生物沥浸深度脱水污泥混合堆肥中溶解性有机质的光谱特征研究)[J].光谱学与光谱分析,2022(07):2120-2129

生物沥浸深度脱水污泥,深度脱水污泥,E253,E220,A226,E250,E365,不饱和有机物,A250,A308,A363

辅料,混合堆肥,溶解性有机质,光谱特征,主料,农林,有机废物,甘蔗渣,秸秆,米糠,T4,木屑,可见光谱,Vis,傅里叶变换红外光谱,FTIR,三维荧光光谱,EEM,料堆,堆肥过程,DOM,组分含量,演化规律,不饱和度,SUVA254,SUVA280,芳构化,分子量,E203,苯环,氧化分解,羧基,羰基,官能团,共轭,多糖类,脂肪族类,类物质,芳香族,红移,移至,基团,缩合,生成结构,类腐殖质,同步荧光光谱,中代,变弱,变强,类蛋白质,胡敏酸,富里酸,平行因子,PARAFAC,荧光组分,分所,位置分析,分析判断,色氨酸,C1,C2,C3,腐殖化,堆肥腐熟度

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