生物沥浸深度脱水污泥为主料, 四种农林有机废物为辅料, 设4个处理组(T1: 污泥+甘蔗渣、 T2: 污泥+秸秆、 T3: 污泥+米糠、 T4: 污泥+木屑)进行混合堆肥, 采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和三维荧光光谱(3D-EEM), 研究不同辅料堆肥过程中溶解性有机质(DOM)结构特征和组分含量的演化规律。 UV-Vis结果显示, 四个处理组在堆肥过程中DOM的芳香度和不饱和度皆有所增加, 其中T3处理组的增加幅度最大。 四个处理组的紫外参数SUVA₂₅₄和SUVA₂₈₀均呈现递增趋势, 其中T3处理组的变化幅度高于其他三个处理组, 表明芳构化程度加深, DOM分子量逐渐加大; E₂₅₃/E₂₀₃和E₂₅₃/E₂₂₀在堆肥结束时显著增加, 表明DOM中苯环上的脂肪链发生氧化分解, 转化为羧基羰基等官能团, A_226~400随堆肥进行增加而E₂₅₀/E₃₆₅减小, 表明共轭程度增加。 FTIR结果表明堆肥过程中多糖类、 脂肪族类物质含量在减少, 包括带有苯环的芳香族等不饱和有机物在增加, 其中T4处理组的转化程度优于其他三个处理组。 发射荧光光谱显示荧光峰位置由334 nm红移至422 nm附近, 说明共轭程度低的物质不断降解, 芳香基团不断缩合, 生成结构复杂的类腐殖质物质。 同步荧光光谱中代表类蛋白物质的荧光峰随堆肥时间由强变弱, 代表腐殖质的荧光峰由弱变强, A_250~308值降低, A_308~360和A_363~500值上升, 说明了类蛋白质物质在不断降解而类胡敏酸物质和类富里酸物质含量在上升。 结合平行因子(PARAFAC)模型分析四个处理组的三维荧光光谱, 将DOM解析为三类荧光组分, 根据每个组分所在的激发、 发射波长位置分析判断, 三类组分分别是类富里酸物质, 类胡敏酸物质和类色氨酸物质, 且C1(类富里酸物质)和C2(类胡敏酸物质)组分所占百分比呈现增加趋势, C3(类色氨酸物质)组分所占百分比呈现减少趋势, 表明类蛋白物质减少而类腐殖质物质增加, 其中T3和T4处理组的腐殖化程度较好。 综合分析, 米糠和木屑作为辅料时堆肥腐熟度更好。

店埠河农业小流域是巢湖的主要水源地之一, 研究该流域水体溶解性有机质(DOM)组分及来源对了解巢湖水生生态系统至关重要。 本研究结合水体的三维荧光光谱, 利用平行因子分析(PARAFAC)方法对测定的三维荧光光谱矩阵进行拉曼及瑞利散射校正、 组分提取等相关处理, 实现对店埠河农业小流域水体DOM的分析, 包括三维荧光光谱特征分析、 三维荧光组分比例分析、 三维荧光特征参数分析以及荧光特征与水质参数的相关性分析, 以探究该流域水体DOM的组分及来源。 实验结果显示: 店埠河农业小流域水体DOM包含两个有效的荧光组分, 分别为类蛋白质物质(类色氨酸组分)和类腐殖质物质(类富里酸组分), 荧光组分比例表明类色氨酸组分是该流域水体DOM的主要组成部分; 水体的荧光指数FI、 自生源指标BIX以及腐殖化指标HIX指明该水体中DOM具有强自生源特性和弱腐殖化特征, 其内源主要来源于藕塘内部植物及水体其他微生物代谢活动, 外源来自于生活污水及养殖饲料的输入, 其中内源为水体DOM来源的主要贡献; 溶解性有机碳(DOC)与DOM中类色氨酸组分C1呈现极显著正相关, 类蛋白质荧光组分可用于该流域水体的DOC动态追踪; pH值与类富里酸组分C2呈现正相关, 故水体pH值和类富里酸组分同步增加, 说明该流域内水体碱化会伴随着溶解性有机质中类腐殖质物质的增加; 溶解氧(DO)与类色氨酸组分C1呈现负相关, 说明类色氨酸组分受到水体溶解氧含量的影响。 该研究示踪了店埠河农业小流域水体DOM的荧光特征及其组分来源响应机制, 可以更好的理解其在生态系统的功能及其环境地球化学循环过程, 从而为该流域环境综合治理提供一定的科学依据。