猪粪堆肥过程中腐殖酸电子转移机制及光谱演化特征

作者：李柯蒙; 李洁月; 游少鸿; 孙晓杰; 李宁杰; 黄宏伟; 肖河

来源：环境工程, 2023, 1-14.

• 猪粪堆肥
• 腐殖酸
• 电子转移机制
• 光谱演化特征

胡敏酸 (humic acid， HA)、富里酸 (fulvic acid， FA)是堆肥过程中产生的有机组分，因其含有醌基、酚基等活性官能团而具有氧化还原能力，可以作为电子穿梭体介导污染物的生物还原。通过电化学方法测定了猪粪堆肥不同时期HA和FA的电子转移能力 (ETC)，并联合紫外-可见光谱 (UV-Vis)、傅里叶红外光谱 (FTIR)和三维荧光光谱 (3D-EEM)，探究了猪粪堆肥过程中HA和FA的化学结构变化以及对ETC的影响。结果表明：HA的ETC由堆肥初期10.06 μmol e~(-)/g C增长至末期40.07 μmol e~(-)/g C，FA的ETC由堆肥初期15.36 μmol e~(-)/g C增长至末期69.73 μmol e~(-)/g C，二者均随时间变化呈波动上升趋势，且EDC在电子转移中占主要地位。光谱分析表明，堆肥中的木质素类物质经堆肥化后会转变为聚合度高的腐殖质类物质，相比于堆肥初期，腐熟期时有机质的腐殖化程度和芳香化程度增大，分子量也增高。类蛋白物质（组分C4）在堆肥过程中逐渐减少，易被微生物作为碳源利用从而转化为类腐殖质物质（组分C2），且组分C2是堆肥中较为稳定的组分。相关性分析表明，类蛋白质物质减少、腐殖化程度增加会使HA和FA的ETC增强，FA的电子转移能力更容易受到腐殖化程度的影响。

• 单位
  桂林理工大学; 环境科学与工程学院