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图5堆肥过程中DOM紫外可见光谱的变化情况
SUVA254是研究天然有机质的重要特征参数,其大小可间接表征有机质的芳香性程度,SUVA254越高,有机质芳香度越高。由图5可知,对照组和添加中药渣的实验组随堆肥时间进行,其SUVA254值不断增加,在第5d、15d以及第25d,对照度的SUVA254分别为0.172、0.362和0.543,而添加中药渣的SUVA254分别为0.217、0.575和0.768,表明随着堆肥的进行,污泥堆肥的腐熟度不断增加,芳香性结构不断增多;同时投加中药渣的堆体高于对照组的SUVA254值,说明了添加中药渣的外源有机质炭有利于提高城市污泥堆肥的腐熟度。而DOM在280nm摩尔吸光系数(SUVA280nm)与相对分子质量存在显著正相关。实验组和对照组的SUVA280和SUVA254的变化趋势一致,反映了不同处理堆肥过程中DOM芳香性增强可能与大分子物质的增加有关。并且随着堆肥过程的进行,紫外可见光谱出现了蓝移,这同样表明,DOM中的共轭结构与芳香结构增多,腐殖质程度得到提高。
为了更全面地分析DOM,本实验采用荧光分析仪对对照组与1号瓶堆体第10d的DOM三维荧光光谱特征进行了分析,如图6所示。在不同堆体中均出现了可见光区类腐殖酸峰A(Ex/Em=310~360nm/400~450nm),紫外光区类腐殖酸峰B(Ex/Em=250~280nm/420~450nm),类蛋白荧光峰C(Ex/Em=250~280nm/320~380nm)及简单芳香蛋白荧光峰D(Ex/Em=220~250nm/300~380nm),添加中药渣的堆体,其类腐殖酸峰更强,表明堆肥腐殖化程度更好,添加外源有机质有利于提高堆肥的腐殖化程度。有研究认为BIX在0.6~0.7之间时,DOM主要为陆源输入,外源输入特征明显,而本研究中BIX分别为0.73和0.80,证明了堆肥过程中DOM主要来源为自生源。FI是评价DOM来源的依据:FI<1.4来源于陆地输入,FI>1.4时来自于微生物分解,对照组和处理组FI为1.57和1.53,表明微生物对有机物的降解也是堆肥形成的主要原因。
图6不同堆体DOM三维荧光光谱的情况
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