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园林废弃物高温堆肥过程的水溶性有机物转化特征*

2021-07-16李伟雄谢继红陈颖乐

林业与环境科学 2021年3期

李伟雄 曾 雷 谢继红 陈颖乐

(广东省森林培育与保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院,广东 广州 510520)

随着城市绿化覆盖率上升,树叶、草屑、树木与灌木剪枝等园林废弃物产量剧增[1-3],利用焚烧等方式进行处置不仅造成资源浪费,而且导致大量碳排放与空气污染[2,4]。高温堆肥(好氧发酵)在微生物作用下将有机废弃物转化为可供土壤利用的腐殖质,是实现园林废弃物资源化利用的重要手段[4]。但园林废弃物主要成分为木质纤维,直接堆肥时碳氮比(C/N)过高,微生物难以降解与利用[5-7]。鸡粪等畜禽养殖废弃物含有丰富的氮素和养分,可作为园林废弃物堆肥时的优良辅料(调节堆体C/N)[8]。共堆肥处理不仅能减少畜禽养殖废弃物排放造成的环境风险,而且可显著提高堆肥效率和堆肥产品肥效。

目前,促进园林废弃物高温堆肥的主要方法包括:优化堆肥原料配比[5]、添加高效降解菌剂[1]、提高堆体温度[8-9]等,但相关研究未能深入探讨园林废弃物堆肥过程的腐殖化特征及有机物转化机制,促进园林废弃物资源化利用。由于堆肥体系的所有生化反应均发生在液-固两相界面,水溶性有机物(DOM)作为该界面最为活跃的组分,不仅为微生物代谢提供碳源,而且能充分反映堆肥过程的有机物转化规律[8]。激发-发射矩阵-平行因子分析(EEM-PARAFAC)等现代光谱学方法是解析DOM 分子结构特征与演变规律的重要手段[10-11]。例如,Liu 等[9]采用上述组合方法研究了超高温堆肥过程的DOM 转化规律,在分子层面揭示了高温对堆肥腐殖酸形成的影响及作用机制。……

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