垃圾填埋渗滤液溶解性有机物组分的光谱学特性研究

选取3个不同填埋年限的渗滤液样品,以Leenheer的分组方法为基础,采用XAD-8树脂将渗滤液中的溶解性有机物(DOM)按极性和电荷特性分为结构较为均一的不同组分,用荧光光谱和紫外光谱对其中3个组分进行分析。荧光光谱分析表明,填埋初期,疏水酸性组分(HOA)、疏水中性组分(HON)和亲水性组分(HIM)均以类蛋白物质为主,随着填埋年限增加,其分子复杂化程度增强;其中HOA组分分子量最大、复杂程度最高,同时芳烃化合物的含量也最高,HON居中,HIM组分最小。紫外光谱分析表明,HOA和HON组分芳香环上的取代基均以羰基、羧基、羟基为主;而HIM组分则以脂肪链为主,同时芳香烃化合物含量较低。研究结果表明,随着填埋年限的增加,三种组分的复杂化程度均呈上升趋势。     

过硫酸盐氧化降解2,4-二硝基甲苯的光谱特征变化解析

随着人类活动不断增加,难降解有机物已成为污染地下水主要物质之一。贫营养、厌氧的地下水环境将加剧难降解有机物的长期风险。2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)作为难降解的硝基苯类物质,对其污染地下水修复治理一直是环境领域的难点和热点问题。目前,零价铁活化过硫酸盐高级氧化技术被用于修复地下水中2,4-DNT,具有较高的效率。为了更好地识别降解过程,一般采用质谱识别氧化降解的中间产物和降解产物以及生成的顺序,但无法有效的识别氧化降解过程中有机物官能团的变化顺序。因此,采用三维荧光技术、傅里叶红外光谱技术以及二维相关分析技术耦合识别过硫酸盐氧化体系中2,4-DNT的光谱变化及官能团转化顺序。结果表明,未出现荧光峰的2,4-DNT降解生成的具有荧光基团的新产物,反应初期荧光产物的生成主要是因苯环上硝基的变化,而苯环未受到破坏。通过对5个区域体积积分可知,随着反应进行苯环破裂,生成不饱和脂肪酸,类富里酸结构的产物不断被降解,而类腐殖质结构的产物后期逐渐被降解,导致区域Ⅱ和区域Ⅳ中积分的荧光强度占比不断增加,后期产物中的2,4-二氨基甲苯(2,4-DAT)含量不断增加,导致体系中的荧光不断增强,其来源于过量的Fe0还原2,4-DNT反应;红外吸收峰主要有3334,2844,2954,2357,2126,1643,1410,1110和700 cm^-1,表明产物中主要官能团有氨基、亚甲基、羧基、酚羟基及烯烃类等,但不同反应阶段的红外吸收峰差异性较小,表明氧化体系中苯环上甲基被氧化为羧基或酚羟基,硝基被还原转化为氨基,苯环破坏生成不饱和脂肪酸和烯烃类结构物质。通过对时间变化过程中水相的FTIR数据进行二维相关分析,发现同步谱图中出现了4个自相关峰,其位置为λ1/λ2=3334/3334,1643/1643,1015/1015和700/700,同时在λ1/λ2=1643/3334,1015/3334,700/3334,1015/1634,700/1634和700/1015处出现6个正相关交叉峰,且峰值均为正值,谱带强度变化方向一致,表明以上4种官能团均随时间变化而生成,转化/降解存在同步性;异步谱出现同步谱中相同位置的5个负相关交叉峰和1个正相关峰。结合同步异步谱交叉相关峰正负关系,可知光谱变化特征次序为:3334>1634>1015>700,故发现随着时间延长,2,4-DNT降解体系中基团出现的先后顺序:氨基>羧基>烯烃类>酚羟基。综上表明降解过程中苯环上的硝基先转化为-NH2,其次苯环上的甲基被氧化为-COOH,酚羟基和烯烃类应该是苯环结构破坏后的碳链转化。相关研究可为过硫酸盐高级氧化降解官能团变化及路径识别提供一定的依据。     

填埋垃圾稳定化进程的光谱学特性表征

采用光谱分析技术,对4个不同填埋年限垃圾提取出的水溶性有机物(DOM)进行了研究,探讨DOM的荧光和紫外光谱变化特征在填埋场稳定度表征中应用的可能性.荧光光谱显示:填埋0年垃圾DOM以类蛋白物质为主,而填埋1,5,10年垃圾DOM以类腐殖质物质为主,并且随着填埋龄的延伸其紫外区和可见光区荧光峰强度的比值r(A,C)及荧光指数f450/500呈下降趋势;DOM的紫外吸收光谱也表明,随着填埋年限的延伸填埋垃圾DOM的分子量增大,腐殖化程度加强,单位水溶性有机物浓度DOM的254 nm紫外吸收值SUVA随着填埋龄呈上升趋势,但DOM在465及665 nm吸光度值的比E4/E6随填埋龄的变化规律不明显.因此,填埋垃圾DOM的r(A,C),f450/500及SUVA值可有效地表征填埋场和填埋垃圾的稳定化进程.     

荧光光谱研究垃圾堆场渗滤液水溶性有机物与汞作用

选取城市生活垃圾堆放场,采集渗滤液样品,对其水溶性有机物(DOM)进行分离提纯.采用荧光光谱分析方法,对DOM与Hg(Ⅱ)的棚互作用过程进行了研究.荧光发射光谱分析表明,渗滤液DOM的组成物质结构简单,对Hg(Ⅱ)的配合能力强,配合Hg(Ⅱ)后表现出的荧光特性足各个荧光基团共同作用的结果.荧光激发光谱分析显示,在DOM与Hg(Ⅱ)的配合过程中,不同来源的-OH和-NH2都参与了配合作用;同步荧光光谱分析表明,Hg(Ⅱ)不仪能产牛荧光猝火效应,而且低浓度的Hg(Ⅱ)与DOM结合后还能使DOM中某些物质的刚性结构增强;三维荧光光谱证实,DOM与Hg(Ⅱ)的配合过秤中,C＝O和-COOH与Hg(Ⅱ)形成了配位键,同时在此过程中,金属能级之问或其与蛋白类物质的能级之间发生了电荷位移跃迁.     

垃圾渗滤液水溶性有机物荧光谱特性研究

选取不同填埋年限的垃圾渗滤液样品,利用荧光检测技术,分析了渗滤液水溶性有机物(DOM)组成变化。DOM荧光同步扫描光谱表明,在填埋的0～5年,结构简单的化合物在较短波长(335,385 nm)的特征峰荧光强度急剧降低,而在5～10年的降低幅度较小。DOM三维荧光光谱显示,填埋0年,垃圾渗滤液DOM产生2个类蛋白荧光峰(Ex/Em=270 nm/355.5 nm和Ex/Em=220 nm/350 nm);而填埋5年后,类蛋白荧光峰消失,形成2个分子结构复杂的类富里酸荧光峰(Ex/Em=330 nm/412.5 nm和Ex/Em=250nm/416.5 nm),表明DOM分子中简单化合物减少,缩合度高的化合物增加。而后随着填埋时间的推移,DOM成分相对稳定,以富里酸类物质为主,但其数量及芳构化程度则呈增加的趋势。以上结果证实,随着填埋年限的增加,DOM分子呈复杂化趋势。     

介质pH对渗滤液中水溶性有机物荧光光谱特性的影响

采用荧光分析方法,对不同pH条件下3个填埋年限渗滤液中水溶性有机物(DOM)的荧光特性进行了研究。同步荧光光谱表明,填埋1年及10年渗滤液DOM的同步荧光图中各峰的荧光强度pH 4时最强;填埋5年渗滤液DOM在pH 12时荧光强度最强,而pH 4时的荧光强度次之。渗滤液DOM三维荧光光谱表明,填埋1及5年类蛋白峰强度在pH 10达到最大,而填埋10年在pH 8荧光强度最强;可见区类富里酸峰强度在pH=10达到最大值,而紫外区类富里酸峰较强的荧光强度则分别在pH 4和10时;与类富里酸物质相比,类蛋白物质更容易受pH的影响。紫外区类富里酸荧光强度与可见区类富里酸荧光强度比值[r(A,C)]受pH的变化影响较大,因此,当比较不同来源DOM的r(A,C)值时,应使其pH处于同一水平。