不同水热温度条件下典型滩涂植物水热炭及炭化液溶解性有机质(DOM)光谱特征

利用芦苇(Phragmites australis)、獐茅(Aeluropus littoralis)和互花米草(Spartina alterniflora)3种沿海滩涂植物在180、220、260℃条件下制备水热炭,通过光谱技术比较了不同水热温度条件下水热炭溶解性有机质(HDOM)及炭化液溶解性有机质(ADOM)含量和组分性质特征。结果表明:滩涂植物水热炭溶解性有机碳(DOC)含量为18.04~50.13 mg·g^(-1),炭化液DOC浓度为2.67~5.46 g·L^(-1),两者DOC含量均随水热温度上升而降低。HDOM和ADOM均含有2种类腐殖质物质(C1和C2)和2种类蛋白物质(C3和C4),HDOM和ADOM总类蛋白组分含量均随水热温度上升而增加,而总类腐殖质组分随水热温度上升而下降。除互花米草HDOM和ADOM外,其他滩涂植物HDOM和ADOM类蛋白物质占比更高。HDOM和ADOM自生源组分特征明显,生物可利用性高,腐殖化程度低。HDOM芳香性、疏水性和相对分子质量高于ADOM。此外,HDOM和ADOM相对分子质量均随着水热温度的上升而下降。3种植物ADOM的芳香性和疏水性均随水热温度上升而下降,但不同植物HDOM的芳香性和疏水性随水热温度上升出现不同变化特征。HDOM和ADOM主要官能团为羧基化合物C O、芳香族C C、—OH、多糖类C—O或醚类C—O—C,其受水热温度和植物原料的影响明显。本研究结论可为水热炭和炭化液农用时施用量确定、受纳水体水质管理和农田污染物迁移转化评估提供重要的理论支撑。

改良生物炭吸附/降解水中有机污染物研究进展

生物炭是通过生物质原材料制备的富炭产物。生物炭因具有比表面积大、结构多孔和官能团丰富等优点,能够有效吸附水中有机污染物。当生物炭经功能化改性后,可作为性能优越的功能材料,能够高效降解水中的有机污染物。为了深入探究生物炭改性材料对水体有机污染物的去除作用,在概括生物炭吸附/降解水体有机污染物的一般机理的基础上,重点对生物炭改性方法及其对有机物的吸附/降解机制进行系统总结并作出展望。

典型重污染水体枯水期溶解性有机质光谱特征及其与水质的相关性

利用紫外可见光谱分析、三维荧光光谱结合平行因子法研究了佛山市典型重污染水体(汾江河水系和佛山水道水系)溶解性有机质(DOM)的来源与性质,在此基础上分析了DOM的光谱特征及其与水质的相关性。结果表明,两条水系水质均较差,氮、磷含量超标严重,部分采样点位为重污染水体。两条水系DOM主要包括3个荧光组分,其中C1和C2组分为类腐殖质,C3组分为类蛋白质。2021年1月的汾江河水系有大分子芳香性物质输入,此外其他采样时间两条水系DOM均表现为低相对分子质量、低芳香性和高亲水性特征。DOM荧光组分C1、C2、C3与总磷(TP)含量、溶解性有机碳(DOC)含量、化学需氧量(COD Cr)均极显著正相关(P<0.01),C1、C2与DO含量极显著负相关(P<0.01),C3与DO含量显著负相关(P<0.05),表明在重污染水体中其基本水质指标受到DOM输入、微生物活动和光化学转化等因素的综合影响。主成分分析结果表明,两条水系DOM与总氮(TN)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、TP和COD Cr具有较强的同源性,均受陆源输入和内源生物作用的影响,外源输入影响较大。在重污染水体中可用DOM的光谱参数快速预测水体富营养化状态。本研究结果可为重污染水环境治理修复提供理论依据。