蜉金龟堆肥和自然堆肥类富里酸的表征及特性研究

分别用焦磷酸钠和氢氧化钠浸提新鲜牛粪、蜉金龟堆肥(APCM)和自然堆肥(腐熟牛粪)产物中的类富里酸,采用元素分析、红外光谱及差热分析研究其结构特征。元素分析结果表明,自然堆肥焦磷酸钠浸提物类富里酸(NaFLA)的芳香性、碳水化合物及含氮化合物的含量均高于新鲜牛粪和蜉金龟堆肥。新鲜牛粪氢氧化钠浸提物类富里酸(PAFLA)的芳香性、碳水化合物均高于自然堆肥和蜉金龟堆肥;而自然堆肥PAFLA的含氮化合物含量高于新鲜牛粪。红外光谱分析表明蜉金龟堆肥NaFLA的羧酸脂类化合物及酮类化合物有所增加;自然堆肥和蜉金龟堆肥PAFLA的氢键强度、芳化度高于新鲜牛粪PAFLA。差热分析结果表明,与新鲜牛粪和自然堆肥相比,蜉金龟堆肥NaFLA分子中脂族化合物分解及外围官能团的脱羧和彻底氧化,分子内部芳香结构分解。与新鲜牛粪PAFLA相比,蜉金龟堆肥及自然堆肥PAFLA的脂族性较强,芳香性较弱。

污水处理厂及受纳水体样品的三维荧光光谱解析

采用三维荧光光谱表征了污水厂各处理单元及受纳水体上下游的样品,应用平行因子分析方法获得了样品中各主成分的激发发射光谱图及荧光强度得分矩阵。结果表明,类蛋白质和类富里酸物质是污水厂和受纳水体样品的主要荧光组分。污水厂进水样品的类蛋白质荧光较强,后续各处理单元样品的荧光强度显著下降。受纳水体上游样品的类蛋白质荧光较弱,经过城区各取样点的类蛋白质荧光显著增加,而污水厂排放口上游荧光强度则显著高于下游。类蛋白质荧光强度得分可与样品COD值建立相关曲线,污水厂与受纳水体样品的相关系数分别为0.930和0.913,类蛋白质荧光可以反映样品点的有机污染程度。该研究为污水处理厂的运行及其对受纳水体影响提供了新的思路和方法。

转运站垃圾渗滤液的深度处理及其荧光分析

采用电Fenton法对北京市某垃圾转运站垃圾渗滤液进行深度处理,运用三维荧光光谱技术对电Fenton法氧化前后溶解性有机物(DOM)的荧光特性进行了分析。结果表明,电Fenton法可使COD去除率达到88%以上,NH3-N及色度的去除率接近或等于100%。通过三维荧光特性的测定表明,电Fenton法对大分子的类富里酸有很好的去除效果。

短程硝化-共代谢组合工艺处理晚期垃圾渗滤液中试实验研究

采用短程硝化和共代谢组合工艺处理晚期垃圾渗滤液中难降解有机物和高浓度氨氮,利用紫外吸收光谱法和三维荧光光谱法对降解机理进行研究。结果表明:添加草酸基质使COD去除率提高了9.29%,促进了晚期垃圾滤液中难降解有机物的降解,控制溶解氧在1.5~5.0 mg/L时能很好地实现并维持短程硝化。紫外吸收光谱表明:经短程硝化-共代谢组合工艺处理后晚期垃圾渗滤液中有机物的芳香性逐渐减小,芳香环上的羧基、羟基、羰基等取代基转化为脂肪族官能团。三维荧光光谱表明:短程硝化-共代谢组合工艺能够去除晚期垃圾渗滤液中的类色氨酸、类酪氨酸等易降解组分,也能够去除类富里酸难降解组分,处理后的出水更难生物降解。

厌氧氨氧化反应过程的三维荧光光谱解析

采用三维荧光光谱表征了厌氧氨氧化UASB反应器启动过程中和有机冲击负荷条件下的出水样品,应用平行因子分析方法解析样品中各主成分的三维荧光光谱图。研究结果表明,反应器启动阶段,出水中含有类蛋白质、类富里酸和类腐殖酸物质,主要源于接种污泥的菌体自溶和残留有机物厌氧发酵。随着反应器的运行,出水中的类蛋白质,类富里酸物质和类腐殖酸荧光物质逐渐减少。在有机冲击负荷条件下,出水中的类蛋白质组分迅速增加并成为反应器出水中的主要荧光物质。该研究为厌氧氨氧化的启动及运行控制的监控表征提供了新的方法。

鸡粪堆肥水溶性有机物转化特性研究

采用离子色谱和三维荧光光谱,分别对鸡粪堆肥不同阶段水溶性有机物(DOM)中典型小分子有机酸、磷酸和荧光有机物进行了研究。分析显示,所研究的7种酸(乙酸、琥珀酸、苹果酸、草酸、柠檬酸、酒石酸及磷酸)中,苹果酸的含量最高(>1 000 mg/L),草酸的浓度最低(<3 mg/L),琥珀酸和柠檬酸未检测到。随着堆肥的进行,各种酸的含量先上升而后下降,堆肥结束降至最低;堆肥过程样品所有荧光峰强度之和与COD达到显著相关(R=0.917,P<0.05),类蛋白荧光峰强度与总荧光峰强度的比值不断降低,而类富里酸荧光峰强度与总荧光峰强度的比值不断上升。结果表明,堆肥过程小分子有机酸主要出现在堆肥中期;类蛋白荧光强度或类富里酸荧光强度与总荧光强度之比可以有效表征堆肥腐熟过程。

洞穴滴水溶解有机碳三维荧光光谱特征及其对环境的响应:以贵州4个洞穴系统为例

荧光光谱是洞穴次生沉积物古环境、古气候重建的重要指标之一,充分理解产生洞穴次生沉积物的滴水的荧光变化对现代环境、气候的响应关系,是较好利用该指标的关键.利用三维荧光光谱分析4个岩溶洞穴系统溶解有机碳(DOC)荧光特征,结果表明洞穴系统中土壤水及洞穴滴水中的DOC荧光类型主要以类富里酸荧光和类蛋白荧光为主;类富里酸荧光强度与DOC浓度有很好的线性关系,指示了洞穴滴水DOC来自洞穴上覆土壤层.洞穴滴水类富里酸荧光在林地覆盖下的凉风洞激发发射波长变化较小,激发波长相对于其他3个洞穴滴水的稍长,而荧光强度变化较大;灌草丛覆盖的将军洞激发发射波长及荧光强度变化最大,激发波长较短,揭示洞穴系统上覆植被的变化明显地影响到滴水的荧光光谱特征.