4.牛粪堆肥过程中水溶性有机物演化的光谱学研究.pdf

中国环境科学 2014,34(11)：2897~2904 China Environmental Science 牛粪堆肥过程中水溶性有机物演化的光谱学研究 1,2 1,2* 1,2 1,2 3 1,2 1,2 崔东宇 ,何小松 ,席北斗 ,李 丹 ,陈凤先 ,潘红卫 ,袁 英 (1.中国环境科学研究院,环境基准 与风险评估国家重点实验室,北京 100012；2.中国环境科学研究院,地下水与环境系统创新基地,北京 100012；3.环 境保护部环境工程评估中心,北京 100012) 摘要：采用紫外-可见吸收光谱、1 H-核磁共振(NMR)和同步荧光光谱,研究了牛粪堆肥水溶性有机物(DOM)的结构特征及其演化规律.紫 外-可见吸收光谱分析显示,SUVA254 由堆肥起始的 1.161 上升至堆肥结束的 2.543;E465 /E665 在整个堆肥过程中呈现上升趋势,变化范围在 2.333~3.500;260~280,460~480,600~700nm 范??内的面积积分 A1 、A2 和 A3 均呈现出先增大后减小的趋势,峰值分别出现在 26,14, 14d.1 H-NMR 分析显示,堆肥 0d 到堆肥 41d,0.5~3.1δ 面积积分所占比例从 43.06%下降至 8.63%,3.1~5.5δ 从 56.07%上升至 89.68%,5.5~10δ 不足总体的 6%且变化趋势不明显.同步荧光光谱结果显示,经过 41d 的堆肥,蛋白质类物质区积分面积比例(APLR )由 0.331 下降到 0.252,而 富里酸类物质区积分面积比例(AFLR )由 0.325 增加到 0.336,同时胡敏酸类物质区积分面积比例(AHLR )由 0.344 增加到 0.412;AFLR /APLR 比与同 步荧光光谱 3 个荧光峰峰高存在显著相关性,AHLR /AFLR 与两个荧光峰光强的比值 I351 /I284 和 I382 /I351 存在显著相关性.上述结果表明,随着堆 肥进行, DOM 中的非腐殖质物质转化为类腐殖质,同时其芳香性结构增多,碳链结构发生氧化反应,分子量从小变大,堆肥腐殖化程度加大, 稳定度增加. 关键词：牛粪堆肥；水溶性有机物；紫外-可见吸收光谱；1 H-核磁共振；同步荧光光谱 中图分类号：X703.5 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2014)11-2897-08 Spectrum analysis on the evolution of dissolved organic matter during cattle manure composting. CUI Dong-yu1,2, HE Xiao-song 1,2*, XI Bei-dou1,2, LI Dan1,2, CHEN Feng-xian3, PAN Hong-wei1,2, YUAN Ying1,2 (1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China；2.Innovation base of Ground Water and Environmental System Engineering, Chinese Research Academy of Environmental Science, Beijing 100012, China；3.Appraisal Center for Environment and Engineering, Ministry of Environmental Protection, Beijing 100012, China). China Environmental Science, 2014,34(11)：2897~2904 A