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污泥好氧堆肥过程中亲水性组分的光谱和电化学特征
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作者 常昊宇 谭知涵 +4 位作者 孙晓杰 张军 邢美燕 董滨 席北斗 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期397-406,共10页
为了探讨污泥堆肥过程中亲水性组分(hydrophilic fraction,HyI)的结构组成和电子转移能力的变化规律和机理,本研究以污泥堆肥过程中的HyI为研究对象,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维... 为了探讨污泥堆肥过程中亲水性组分(hydrophilic fraction,HyI)的结构组成和电子转移能力的变化规律和机理,本研究以污泥堆肥过程中的HyI为研究对象,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维相关光谱(2D-COS)和电化学方法,对其结构组成和电子转移能力的变化进行了系统研究.光谱分析显示,随着堆肥的进行,HyI中芳香族化合物含量增加,醌基含量增加,类蛋白物质含量降低,类胡敏酸物质和类富里酸物质含量增加,芳构化程度和腐殖化程度增强.酰胺和多糖类物质在HyI中占据主导地位,HyI中的羧基含量增加,而酚类含量降低.电化学分析显示,在堆肥过程中,HyI的电子供给能力(electron donating capacity,EDC)呈现先增加后减少的趋势;HyI的电子接受能力(electron accepting capacity,EAC)呈现先减少后增加的趋势.总体上,HyI的电子转移能力(electron transfer capacities,ETC)呈现上升的趋势,表明堆肥过程提高了HyI的氧化还原能力.相关性分析显示,HyI分子量越小、硅酸盐和多糖含量越低,越利于HyI给出电子;而HyI羧基含量越高、类胡敏酸物质越多、腐殖化程度越高、芳香性越强,越利于HyI得到电子.研究显示,污泥堆肥过程中HyI的结构组成和电子转移能力发生了显著变化,HyI分子量的降低、功能基团硅酸盐含量的降低和腐殖化程度的升高与HyI的电子转移能力有密切关系.该结果有助于进一步了解污泥堆肥过程中HyI的形成及其氧化还原特性,为发挥其在治理环境污染中的作用提供依据. 展开更多
关键词 堆肥 亲水性组分 紫外-可见光谱(uv-vis) 三维荧光光谱(3D-EEM) 光谱特征 电子转移能力
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不同年限露天煤矿排土场土壤剖面溶解性有机质荧光和吸光特征 被引量：4
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作者 张莉 刘涵 +2 位作者 赵海超 孙清轩 曹志国 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1941-1951,共11页
露天煤矿开采对土壤剖面各土层溶解性有机质(DOM)组分含量影响巨大.该研究采用三维荧光光谱(3D-EEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)对锡林浩特露天煤矿1~7年排土场土壤剖面(0~100 cm)DOM荧光和吸光特征深入分析,解析排土场生态演替过程中土壤... 露天煤矿开采对土壤剖面各土层溶解性有机质(DOM)组分含量影响巨大.该研究采用三维荧光光谱(3D-EEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)对锡林浩特露天煤矿1~7年排土场土壤剖面(0~100 cm)DOM荧光和吸光特征深入分析,解析排土场生态演替过程中土壤剖面DOM组分及来源时空变化.结果表明:①露天煤矿排土场土壤剖面各土层w(DOC)在102.70~475.80 mg/kg之间,荧光组分中蛋白质类组分占比(29.97%~60.39%)最高,类腐殖酸组分占比(16.09%~44.27%)次之.土壤剖面DOM主要来源于微生物代谢产物,芳香性、腐殖化程度较低,且随排土场年限增加,各土层DOM紫外吸光组分芳香环中羰基、羧基、羟基、酯类含量增加,类腐殖酸组分占比先降后增,蛋白质类组分占比先增后降,类富里酸组分占比呈下降趋势.②随土壤深度增加,DOM含量呈上升趋势,DOM自生源特征及土壤微生物活性减弱,次表层(20~40 cm)出现明显波峰.随排土场年限增加,深层土壤DOM荧光组分中蛋白质类组分占比呈下降趋势,类富里酸组合占比垂向变化较小,类腐殖酸组分占比呈增加趋势.随着地表植被由无到有,DOM自生源特征降低,腐殖化程度增强.③排土场土壤剖面pH可作为评估DOM腐殖化程度的良好指标,总氮(TN)含量可作为指示DOM分子量重要指标.研究显示,不同年限露天煤矿排土场土壤剖面DOM荧光和吸光特征能够作为露天煤矿环境治理与生态恢复的评价指标. 展开更多
关键词 溶解性有机质(DOM) 土壤 露天煤矿排土场 三维荧光光谱(3D-EEM) 紫外-可见光谱(uv-vis)
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白洋淀沉积物间隙水中的自然有机质结构特征 被引量：6
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作者 闻丽 袁冬海 +6 位作者 何连生 郑重 王京刚 崔骏 洪志强 李颖 李俊奇 《湿地科学》 CSCD 北大核心 2014年第1期61-65,共5页
利用紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）研究白洋淀沉积物间隙水中的自然有机质（NOM）的结构和来源，通过提取自然有机质的Uv-vis图谱特征参数（HIX）发现，与入河口区和水产养殖区的采样点相比，淀区出水口区域采样点的沉积物间隙水中的自... 利用紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）研究白洋淀沉积物间隙水中的自然有机质（NOM）的结构和来源，通过提取自然有机质的Uv-vis图谱特征参数（HIX）发现，与入河口区和水产养殖区的采样点相比，淀区出水口区域采样点的沉积物间隙水中的自然有机质腐殖化程度较高，这表明淀区出水口区域沉积物间隙水中的自然有机质具有较高的芳香碳的结构。白洋淀沉积物间隙水中的自然有机质分层分析结果显示，表层沉积物（0～3cm深）间隙水中的自然有机质腐殖化程度较低。特征参数E2/E3（UV-Vis在波长250nm和365nm处吸收率的比值）显示，白洋淀自然保护区采样点沉积物间隙水中的自然有机质主要来自胡敏酸源，河口区和养殖区采样点沉积物间隙水中的自然有机质主要来自生物源，其他采样点沉积物间隙水中的自然有机质则同时受到陆源和生物源的影响。 展开更多
关键词 沉积物 间隙水 自然有机质 紫外-可见光谱(uv-vis) 白洋淀
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