污水厂污泥堆肥后重金属形态变化分析

采用高温好氧静态强制通风堆肥工艺,研究了污水厂污泥与稻草、锯末、粉煤灰、磷矿粉、石灰按不同比例混合堆肥前后重金属在交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态3种不稳定态和包括有机结合态、残渣态的稳定态含量的变化。结果表明,该试验可以显著降低污泥中交换态Cu、Pb、Zn、Cd和As的含量,提高其它形态的含量。由此可见,堆肥处理可以在一定程度上降低重金属活性并保持养分,从而达到农业利用的目的。     

鸡粪堆肥水溶性有机物特征紫外吸收光谱研究

采用紫外-可见吸收光谱,对不同堆肥时期样品中水溶性有机物(DOM)的特征吸收参数进行了研究。结果显示,堆肥进行时样品DOM中的非腐殖质物质不断转化为腐殖质类物质,并且腐殖质物质的芳构化及分子量增加,腐殖化程度加大,同时苯环结构上的脂肪链降解成羰基、羧基等官能团。相关性分析显示,相同DOM浓度(DOC)样品在254与280nm的吸收值SUVA254,SUVA280,226～400nm吸光度的积分A226～400两两间均达到极显著正相关,与DOC均显著负相关,但以A226～400与DOC相关性最高;253和203nm吸光度比值E253/E203与SUVA254,SUVA280及A226～400均达到显著相关,但与DOC的相关性不如后三者;250和365nm吸光度比值E250/E365及465和665nm吸光度比值E465/E665与其他参数均不相关。分析结果表明,随着堆肥的进行DOM稳定度增加,对重金属配位能力增强;在所研究的紫外-可见光谱吸收参数中,A226～400最能反映堆肥腐熟度变化。     

基于免疫胶体金标记技术的检测研究及其在堆肥中的应用展望

金纳米颗粒作为一种性能优异的标记物应用广泛.随后发展出来的免疫胶体金标记技术作为一种灵敏度高、操作步骤简便、检测快速的免疫反应检测技术得到广泛关注.本文介绍了免疫胶体金标记技术的基本原理、制备方法并详述了近年来该技术的新发展.此外,结合免疫胶体金标记技术在免疫检测与环境检测实际工作中的应用,展望了其在堆肥环境检测中的应用潜力和发展前景.     

红外光谱结合二维相关分析研究堆肥过程腐殖酸演化规律

堆肥材料中腐殖酸的组成和结构直接影响堆肥产品品质和腐熟度。为研究堆肥腐殖酸的组成和形成过程,进行了生活垃圾堆肥并提取了不同堆肥阶段样品中的胡敏酸和富里酸,采用红外光谱和二维相关分析,探讨了堆肥过程胡敏酸、富里酸的组成、结构及随时间演化规律。红外光谱结果显示,堆肥胡敏酸组成复杂,在2 917～2 924,2 844～2 852,2 549,1 662,1 566,1 454,1 398,1 351,990～1 063,839,711 cm-1均出现了吸收峰;相对于胡敏酸,堆肥富里酸结构简单,仅在1 725,1 637,990 cm-1出现了吸收峰。上述吸收峰的出现表明堆肥胡敏酸和富里酸均含有木质素来源的苯环和糖类结构,但胡敏酸还含有丰富的脂族和蛋白类结构,这些在富里酸中含量较低;堆肥过程糖类、脂类、蛋白类及木质素结构均发生了降解,但是在胡敏酸和富里酸中它们的降解优先顺序不同。二维相关光谱分析结果表明,胡敏酸中降解先后顺序为脂肪类—蛋白类—多糖类和木质素,而富里酸中为蛋白质—多糖和脂肪类,降解过程均生成了羧酸、酮类和酯类结构,其中羧酸类物质一部分在堆肥中形成了碳酸盐。研究结果表明,红外光谱结合二维相关分析不仅可以获得堆肥腐殖酸官能团组成,还可以揭示堆肥过程这些官能团降解顺序,确定堆肥腐殖酸合成机制和动力学过程。     

不同物料堆肥腐熟程度的紫外-可见光谱特性表征

水溶性有机物(DOM)紫外-可见吸收光谱特性是评价堆肥腐熟度重要方法之一,但由于紫外-可见吸收光谱指标众多,单指标评价具有较大局限性。因此,本研究开展了影响堆肥腐熟度的关键紫外-可见光谱特性指标识别,并采用化学剂量学方法评价了不同来源堆肥腐熟程度。与传统单一物料评价相比,优选的评价指标及评价方法更具普适性。不同物料堆肥过程中DOM紫外-可见光谱特性分析结果表明,SUVA₂₅₄和SUVA₂₈₀值呈明显的增加趋势,E₂₅₀/E₃₆₅和E₄/E₆值呈相反的趋势,而A_226～400,S_275～295,S_350～400值则在堆肥末期变化显著。相关分析表明不同紫外-可见光谱参数(E₂/E₄和E₂₃₅/E₂₀₃除外)彼此之间相关性显著;主成分分析显示,DOM紫外-可见光谱指标A_226～400, SUVA₂₅₄, S_350～400, SUVA₂₈₀, S_275～295可作为堆肥腐熟程度关键影响评价指标。在此基础上,采用筛选的特性指标对堆肥末期进行聚类分析,可将九种不同来源堆肥分为两大类,第一类为猪粪、鸡粪、污泥、秸秆、园林垃圾、果蔬及生活垃圾等腐熟程度较低的堆肥;第二类为杂草和厨余腐熟程度较高的堆肥。     

通风量对餐厨垃圾堆肥中氮素转化及N2O释放的影响

通风量对餐厨垃圾好氧堆肥过程中氮素的演变和氧化亚氮(N2O)释放均有重要影响. 研究以通风量作为影响因子, 设置3组初始温度均为35℃的餐厨垃圾好氧堆肥化实验, 其通风量分别为(A)0.2L·min-1、(B)0.4L·min-1、(C)0.6L·min-1, 分析餐厨垃圾堆肥过程中温度、pH、NH4+-N、NO3--N和N2O等参数变化. 结果表明 B、C组堆肥均能在50℃保持5d以上; B、C组氧容量在10.87%~18.62%之间能够满足微生物活动需要; 3组实验结束时的pH值在7.32~8.10之间, 符合相关堆肥产品的要求; 各组NH4+-N与NO3--N含量分别为0.48、0.68、0.52g·kg-1和0.09、0.12、0.11g·kg-1; 各组N2O总排放量为464.07、293.92、313.99g. 综上所得, 通风量0.4L·min-1能够较好地促进生化反应过程, 对氮素进行有效地矿化与保留, 对N2O排放取得相对明显的控制效果, 可为N2O减排提供参考依据.     

高填充可降解淀粉基聚烯烃材料的制备及其堆肥降解

制备了高填充的聚乙烯（PE）-淀粉-碳酸钙（CaCO3）三元复合材料,根据ASTM D6400标准对该材料进行了堆肥降解。采用熔体流动速率（MFI）、差示扫描量热分析（DSC）、扫描电镜分析（SEM）等方法研究了该复合材料的堆肥降解行为。结果表明：堆肥降解过程中,熔体流动速率（MFI）在堆肥1个月左右出现极小值;降解过...     

不同接种方式对生活垃圾堆肥水溶性有机物荧光特性影响

为了筛选生活垃圾堆肥过程中最佳的复合菌剂接种方式,试验对堆肥起始接种、高温期接种、高温后接种、后腐熟接种和不接种菌剂五种不同接种方式下的生活垃圾堆肥过程中水溶性有机物(DOM)进行光谱分析,考察了生活垃圾堆肥中 DOM 组成随堆肥时间的变化规律.DOM 荧光光谱解析表明:随着堆肥时间的增加,五个不同处理堆体中的 DOM...     

初始物料组成对堆肥理化、生物和光谱学性质的影响

在中国,厌氧发酵的渣滓——沼渣的主要处理方式是作为有机肥直接施用于土壤,此方式对土壤存在不利影响,本研究采用畜禽粪便与沼渣混和堆肥的方式处理沼渣,可避免传统沼渣处理方式的缺陷,改善土壤质量。初始原料组成对堆肥过程有显著影响。为揭示初始物料组成对堆肥理化、生物和光谱学性质的影响,进行了15组不同物料配比的沼渣、猪粪和鸡粪混合堆肥试验。对堆肥理化和生物指标进行了测定,并采用紫外-可见光谱（UV-Vis）、同步和三维荧光光谱（3D-EEM）结合区域体积积分（FRI）和平行因子分析（PARAFAC）识别特征光谱参数,表征堆肥光谱学特性,采用典型对应分析（CCA）分别建立堆肥理化生物学性质和光谱学性质与初始物料组成的关系。结果显示：堆肥理化、生物学性质和光谱学性质都与初始物料组成有较高相关性,前4个排序轴分别合并解释了83.9%和97.5%的样本总变异。影响堆肥理化、生物学性质和光谱学性质的环境因子排序分别为：猪粪量＞鸡粪量＞沼渣量和沼渣量＞猪粪量＞鸡粪量。富碳原料有利于堆肥腐熟,高比例富氮原料不会导致堆肥氨氮累积。在沼渣混合物料堆肥中,低比例的沼渣有利于腐殖质形成。对沼渣与畜禽粪便混合堆肥发酵效果的评价应综合考虑理化、生物学指标和光谱学参数。