水体溶解性有机质与重金属影响机理的研究进展

溶解性有机质(DOM)是水体中最活跃的组分,可与金属离子发生吸附、络合、氧化还原等一系列反应,影响金属离子在水环境中的迁移转化。DOM的主要成分为腐殖质,而富里酸(FA)和胡敏酸(HA)为腐殖质中占比最高的2种成分,占DOM总量的40%~60%。DOM与重金属离子的相互作用一般用稳定常数表示其形成的络合物的稳定性,对重金属离子的吸附量和吸附率会受到pH值、温度、反应时间等多种环境因素的影响。在调研大量国内外文献基础上,综述了DOM与重金属离子相互作用机制及其影响的研究进展。

水稻秸秆燃烧对土壤有机质组成的影响研究

研究生物质(水稻秸秆)燃烧行为对土壤有机质含量和组成的影响,探讨不同燃烧次数下土壤中胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、水溶性有机质(DOM)的含量和结构特征的变化情况。结果表明:土壤有机碳的变化仅在土壤表层几厘米以内,随燃烧频次增加土壤有机碳含量减少量增加,而水溶性有机质及组分则呈现不断增加的趋势。不同来源土壤的腐殖物质对生物质燃烧作用的响应不同,3种供试土样中腐殖物质随不同次数同强度秸秆燃烧并未呈现较一致的变化趋势,但每一种土壤的HA和FA含量及HA/FA、E4/E6值均随燃烧频次的增加呈现规律性的升高或者降低,而且FA含量的变化是影响HA/FA值大小的主导因素。此外,通过红外光谱图可知,随燃烧频次增加,FA中芳香性成分和含脂肪族C—OH、C—O物质增加,而HA由于本身芳香缩和度高而无明显变化。

土壤中水溶性有机质的结构特征及环境意义

采用元素分析,1H—NMR和FTIR研究了3种水稻土中水溶性有机质(DOM)的组成及结构特征,并与富里酸(FA)、胡敏酸(HA)进行了比较。结果表明,DOM主要由碳水化合物组成,芳香族物质少,烷基链烃含量少且支链短,分子结构简单;HA含有大量的芳香族不饱和物质,烷基链烃含量多且支链长;FA含有大量的羧基官能团。3种土壤HA的结构组成相似,而DOM则变化较大,即桑园土壤DOM碳水化合物含量相对较多;水杉土壤DOM烷烃物质和芳香族不饱和物质较多,而碳水化合物相对少;水田土壤DOM介于两者之间。

垃圾焚烧厂渗滤液处置工艺中溶解性有机物变化特性

采用"物化+生物处理+深度处理"组合工艺处理垃圾焚烧厂渗滤液,探索组合工艺对渗滤液的实际去除效果,考察渗滤液中溶解性有机物(DOM)的组成及其结构特性随组合工艺的变化规律,并对其机理进行了初步探讨.结果表明,当进水COD和氨氮的平均值分别为17825,1946mg/L时,组合工艺对渗滤液中COD和氨氮去除率均达到99%左右,出水COD、氨氮、色度分别为57mg/L、5mg/L、15倍.组合工艺对渗滤液DOM中腐殖酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(HyI)的去除率均达到99%左右,对HA、FA、HyI削减显著的工艺单元分别为混凝2、厌氧和颗粒活性炭(GAC),削减率分别达到86%、77%和84%.出水HA、FA和HyI的COD浓度分别为10,23,6mg/L,其中分子量较小的FA为出水主要组分.随着组合工艺处理过程的进行,渗滤液中DOM的紫外区吸光度值显著下降,DOM的E254、E253/E203分别由1.55、0.64下降至0.012和0.024,说明DOM的芳香性和复杂程度显著降低,脂肪链芳香化合物逐渐增加;此外,E300/E400和E465/E665分别由2.65和2.17增加至9.78和8.03,表明渗滤液中溶解性有机物腐殖化程度不断降低,芳香构化程度不断减小.

土壤中水溶性有机质的结构特征及其与富里酸、胡敏酸的比较

采用元素分析、1HNMR和FTIR研究了黄泥土中水溶性有机质组成及结构特征,并与富里酸、胡敏酸进行比较。结果表明:胡敏酸含有大量的芳香族不饱和物质,烷基链烃多,支链长;富里酸以含有大量的羧基为主要结构特征;水溶性有机质主要由碳水化合物组成,含有大量的羟基,芳香族不饱和物质少。

不同组成有机质对土壤中砷迁移行为的影响

本研究选择腐植酸(HA)、黄腐酸(FA)和鸡粪提取的可溶性有机质(DOM)三种天然有机质,加入供试土壤,以溴离子作为示踪剂,通过四组模拟土柱实验,获得不同有机质组成的土壤中As(V)的穿透曲线,并用CXTFIT 2.1软件拟合,计算阻滞系数Rd值,同时测定流出液中As(V)的形态变化。结果表明:HA抑制了As(V)的迁移,而加入FA和DOM后As(V)在土壤中的移动性显著增强。四种处理(CK、土壤+HA、土壤+FA、土壤+DOM)中As(V)的阻滞系数Rd值分别为17.82、19.53、10.13和12.2,土柱中残留的As分别占As总量的27.4%、31.7%、19.2%和18.2%。腐植酸以芳香族含量为主,分子量较大,吸附固定As的能力较强;黄腐酸和提取的可溶性有机质主要结构为烷基碳和氧烷基碳,H/C和O/C值较高,与As存在竞争吸附,促进As的迁移。

热辐射对水稻土有机质组成的影响

本文研究了受不同程度热辐射后的水稻土中有机质组分的变化情况,结果表明:随温度升高,土壤中水溶性有机碳(DOC)含量先增加后减少,200℃变化尤为显著,增加为CK的3.68～7.45倍,中性糖、糖醛酸与DOC的变化趋势一致。辐射温度不同,土壤中的胡敏酸、富里酸组成和含量亦发生不同程度的变化,300℃胡/富比值最大(1.79～5.04),土壤腐殖质聚合程度增加;200℃胡敏酸的E4/E6比值最大,反映此温度下土壤芳香缩合度低、具有较多的脂族结构物质、土壤腐殖化程度低。

毛白杨落叶溶解性有机质的紫外和荧光特征

以豫中平原地热水补给区裸露地表处广泛种植的毛白杨(Populus tomentosa)落叶提取的DOM为研究对象,首先确定了对DOM提取的的最佳时间,然后通过对DOM的紫外-可见光谱和三维荧光光谱的测定及对SUVA_(254)、A_(253)/A_(203)、A_(250)/A_(365)、r_(A/C)等参数的计算,对DOM中的有机物结构和类型进行了研究。研究结果表明:毛白杨落叶DOM浸提的最佳振荡时间为24 h,DOC和UV_(254)具有较高的线性相关关系,说明毛白杨落叶DOM中有较多的含苯环的简单芳香族化合物,并且芳香环取代基中含有较多的羰基、羧基、羟基、脂类。DOM中存在有4类荧光峰,荧光强度由大到小的顺序依次为类腐殖质峰(包括紫外区类富里酸峰(A峰)和腐殖酸类物质峰(C峰))、酪氨酸类芳香族蛋白峰T、溶解性微生物代谢产物峰B。在DOM样品不同的稀释倍数条件下,所反映的有荧光特性的溶解性有机物的结构和相对含量有所变化,这与DOM样品的pH变化、复杂的成分种类、混合荧光信号的存在等因素有关。

城市污水处理过程中溶解性有机物转化特性

运用反渗透技术对城市处理厂进出水中的溶解性有机物(DOM)进行浓缩富集,利用DAX-8大孔树脂将DOM分为亲水物质(Hy I)、类富里酸(FA)和类腐殖酸(HA)3种组分。研究表明,原污水中有机物各组分经生物处理后的总量去除近90%,各组分所占总TOC的百分含量在生化反应过程中也发生了变化:出水中HA组分有降低的趋势,平均下降9.77%,而FA和Hy I两大组分所占总和呈现上升趋势,其中类FA物质升高7.94%,而Hy I组分百分比略有下降。与进水相比,出水中Hy I、FA和HA组分在Ⅲ(色氨酸)、Ⅳ(酪氨酸)区的荧光峰全部消失,而在Ⅰ(类腐殖酸)、Ⅱ(类富里酸)荧光峰变化不大。SUVA和电位滴定结果表明出水有机物的结构发生变化,各组分的芳香性比进水有机物有所增加。研究结果表明,进水中的有机物在污水处理过程中,小分子物质可以被生物利用并形成新的代谢产物释放到水中,大分子物质却较难被生物利用,但在处理过程中其分子构造在一定程度上被微生物改变,系统的生化驯养可以达到构造改变的效果,从而影响出水各组分分子量变化。

组合工艺处理填埋场渗滤液中溶解性有机污染物的去除特性

以采用"SBR+混凝+Fenton氧化+BAF"组合工艺处理的晚期垃圾渗滤液各级出水为研究对象,考察了HA、FA和HyI等溶解性有机物(DOM s)在各个工艺处理过程中的变化。结果表明,组合工艺COD和NH3-N去除率分别达到98.4%和99.3%;对DOM s的去除率为98.3%,其中胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(HyI)的去除率分别为98.3%、99.5%和95.7%。各处理工艺中SBR和混凝工艺对HA和HyI的去除贡献较大,Fenton氧化工艺对FA去除率较高。Fenton氧化和BAF联用,可以有效去除难降解的溶解性有机污染物,使出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)排放标准。