污泥超高温堆肥衍生胡敏酸对Pb^(2+)的结合机制

污泥稳定化产物中含有丰富的功能有机物,能够直接参与重金属的络合过程。超高温堆肥作为一种更有优势的污泥稳定化手段,明晰其产物中的典型功能有机质与重金属结合特性,对于评估其土地利用的价值至关重要。本文采用吸附实验对比分析了超高温堆肥(HTC)、高温堆肥(TC)和生污泥(RS)样品中典型功能有机物胡敏酸(HAs)与Pb^(2+)的吸附效果。结果表明,HTC和TC中HAs对Pb^(2+)的理论最大吸附量(q_(m))会随着堆肥进行而逐渐增大。在堆肥过程中HTC的HAs含量相对TC也有明显增加,第21天即达到最高值。HTC堆肥(21天)衍生HAs对Pb^(2+)的吸附量(29.6mg/g)比TC(17.3mg/g)高70.7%,这表明HTC产物在土壤重金属污染修复方面更具优势。^(13)C NMR结果表明,在堆肥过程中HTC衍生HAs的酚基碳与芳香碳增加更多,堆肥前期(0~21天)HTC衍生HAs的芳香碳增加比TC更快速。进一步采用红外光谱,结合二维相关光谱和移动窗口技术解析,表明HTC堆肥衍生HAs的多糖类物质会最先与Pb^(2+)进行结合。其中,HTC堆肥衍生HAs与Pb^(2+)结合最重要的官能团是酚羟基和芳香族基团。基于上述认识,可知HTC的高腐殖化特性使酚羟基和芳香族基团等基团增加是HTC具有更强结合Pb^(2+)能力的关键,HTC有利于污泥的高效土地利用。