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堆肥中亲水性有机物还原容量表征及影响因素研究

2015-06-21崔东宇何小松席北斗檀文炳袁英高如泰

分析化学 2015年2期

崔东宇 何小松 席北斗 檀文炳 袁英 高如泰

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)

1 引言

生活垃圾堆肥化处理是我国目前采取的主要处理方式之一。堆肥过程是一种在微生物作用下发生在水溶相中有机物的转化过程,因此,分析研究溶解性有机物(Dissolved organic matter,DOM)的组成结构及演变对表征有机质的转化和堆肥的稳定性具有重要意义[1]。堆肥DOM 通常是操作上的定义,它是指物料经水浸提后,能通过0.45 μm 滤膜、具有不同结构和分子量大小的有机物的连续体或混合体。长期以来,有关DOM 的研究集中于吸附与络合属性,重点是它对重金属和有机污染物迁移扩散的影响[2~4]。自2007 年Bauer 等[5]首次提出了DOM 作为氧化还原缓冲剂的概念,DOM 的氧化还原属性[6]逐渐成为研究热点。

腐殖质可以分为胡敏酸(Humic acids,HA)、富里酸(Fulvic acids,FA)和亲水性有机物(Hydrophilic organic matter,HyI)3 种组分[7,8]。近年来,关于腐殖质氧化还原能力方面的研究主要集中于腐殖酸[9,10],包括HA 和FA 等。相关研究表明,腐殖质的氧化还原功能除了来源其所含的醌基和半醌基外[11,12],还有酚羟基[13]和氨基[14]。同时,腐殖质的芳香性结构[15]和不同电子受体都会对其还原能力产生显著影响。还原容量(Reduction capacity,RC)是衡量DOM 还原能力的重要指标[5],通过对RC 的测定与表征,有助于了解DOM 在环境污染化学中的作用。

HyI 是典型的非均质性化合物,在不同堆肥时期其结构和性质有所不同[17],对电子受体的还原能力可能产生不同影响;然而能否利用测定的还原容量值客观评价亲水性有机物对污染物的还原转化尚缺乏科学基础。……

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