余旭芳 1,*周俊 1,2任兰天 3王艳 1[ ... ]王翔 1
作者单位
摘要
1 安徽科技学院资源与环境学院, 安徽 凤阳 233100
2 中国科学院南京土壤研究所土壤环境与污染修复重点实验室, 江苏 南京 210008
3 安徽科技学院农学院, 安徽 凤阳 233100
堆肥是小麦秸秆资源化利用重要的途径之一, 然而目前关于秸秆单一物料堆肥的研究较少。 水溶性有机物(DOM)被普遍认为是堆肥中最活跃的有机组分, 因此探讨DOM的演变特征可有效评价秸秆的腐熟过程。 以小麦秸秆好氧堆肥过程中的DOM为研究对象, 利用总有机碳、 紫外-可见光光谱(UV-Vis)、 三维荧光光谱(EEM)结合平行因子(PARAFAC)分析方法, 阐明小麦秸秆堆肥过程中DOM的含量、 结构和组成的演变特征。 结果表明: 堆肥过程中DOM的有机碳含量降低了23%, 说明DOM是堆肥中活跃的有机质组分。 值得注意的是, 堆肥前期DOM微生物降解最为剧烈。 UV-Vis谱图显示DOM光谱随堆肥进行不断降低, 表明堆肥过程芳香族物质不断降解。 EEM光谱显示出显著的荧光峰演变趋势, 由堆肥前期较强的类蛋白荧光峰(D, E)演变为堆肥后期较强的类腐殖质荧光峰(H), 表明堆肥过程DOM的物质组成发生改变。 通过光谱参数SUVA254和HIX的观测, 发现随着堆肥进行, DOM的芳香度和腐殖化程度呈现动态变化, 整体呈增强趋势。 由此可推测堆肥过程DOM降解的成分主要为非腐殖质, 而腐殖质类物质的相对含量则不断提升、 整体芳构化和腐殖化程度增加。 EEM-PARAFAC进一步定量分析了DOM组分的演变特征。 随着堆肥的进行, DOM中的类蛋白物质(C3)相对含量显著降低(~46%), 而类富里酸(C1)和类腐殖酸(C2)物质相对含量分别提高了45%和80%。 DOM中的组成由堆肥初期的C1∶C2∶C3=41∶17∶42演变成堆肥后期的53∶27∶20。 结果揭示出堆肥过程中类蛋白物质发生显著的降解, 而类腐殖质则由于分子聚合生成作用和微生物降解速率较慢等因素逐渐演变成堆肥DOM的主要组分。 相关性分析结果显示HIX与C1和C2均呈现极显著正相关(r=0.806~0.853), 表明腐殖化指数(HIX)可有效指示DOM的腐殖质物质组成。 本研究结果可为进一步优化小麦秸秆堆肥条件, 改善秸秆有机肥质量提供科学依据。
秸秆堆肥 水溶性有机物 芳香度 腐殖化 三维荧光-平行因子分析 Wheat straw composting Water soluble organic matters Aromaticity Humification EEM-PARAFAC 
光谱学与光谱分析
2021, 41(4): 1199
作者单位
摘要
内蒙古师范大学化学与环境科学学院, 内蒙古自治区绿色催化重点实验室, 内蒙古 呼和浩特 010022
寻找实验上定量测定芳香性分子芳香性大小的方法是科学家一直追求的一个目标, 应用拉曼光谱测量半三明治配合物芳香性大小是一项新的尝试。 采用Gaussian09计算程序中的密度泛函理论(DFT), 对(η6-C6X6)和半三明治配合物[(η6-C6X6)M]n+(X=F~Br, M=Ti~Mn, n=1, 2)进行几何优化, 并对其几何结构、 静电引力、 稳定化能ΔE、 核独立化学位移(NICS)值及环伸缩振动拉曼光谱频率(RSVRSF)大小进行了理论计算。 结果表明: 取代苯及其形成的半三明治配合物的NICS值均为负值, 均为芳香性分子; 取代苯及其半三明治配合物中均存在A1g或A1对称性的RSVRSF, 且其峰强度均很大, 其NICS绝对值、 RSVRSF值均随着F, Cl, Br取代的顺序逐渐减小, 均呈高度正相关, 且相关性系数均达到0.99以上, 理论预测可通过实验测定其RSVRSF值测定该类物质的芳香性大小。
密度泛函理论 半三明治配合物 环伸缩振动拉曼光谱 芳香性 相关性 Density functional theory Half sandwich complexes Ring stretching vibration Raman spectroscopic Aromaticity Correlation 
光谱学与光谱分析
2019, 39(1): 114

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