番茄废弃物水热炭溶解性有机质的光谱特征分析

作者：李凌瑶; 郭旋; 李钰飞; 李吉进; 孙钦平; 王平^*; 郎乾乾^*

来源：农业环境科学学报, 2022, 41(08): 1816-1824.

• 蔬菜废弃物
• 水热炭
• 溶解性有机质(DOM)
• 光谱特征
• 平行因子分析(PARAFAC)

为探究水热炭中具有高反应活性的溶解性有机质(DOM)在不同条件下的释放行为及化学特性，本研究采用三维荧光光谱-平行因子分析(PARAFAC)和紫外-可见光谱，分析了水热温度(180、200℃及220℃)和浸提环境(去离子水、盐溶液、酸溶液及碱溶液)对番茄废弃物水热炭(分别记为H-180、H-200及H-220)DOM的释放行为及光谱特征的影响。结果表明：H-220释放的DOM含量最高(52.1～70.5 mg·g-1)，且所有水热炭均在碱性环境中释放的DOM最多(66.6～77.0 mg·g-1)。3种水热炭DOM的释放行为遵循二级动力学模型(R2>0.95)，且均在短时间内(0.25 h)释放大量DOM(65.7%～85.8%)。通过PARAFAC分析可知，水热炭DOM共解析出3种荧光组分，包括2种类腐殖质组分(C1和C2)和1种类蛋白与可溶性微生物降解产物的混合组分(C3)。水热炭DOM的荧光强度随水热温度升高而逐渐升高。水热温度和浸提环境均会影响水热炭DOM中3种荧光组分的相对分布，且对所有DOM而言，C1的相对占比均最高(40.4%～53.6%)。提高水热温度(180～220℃)增强了水热炭DOM的腐殖化程度(6.1%～42.5%)，降低了DOM的生物可利用性(5.5%～22.2%)。此外，碱性环境促进了水热炭DOM中高芳香性及疏水性组分的释放。主成分分析结果表明，水热温度和浸提环境尤其是碱性环境对水热炭DOM的光谱特征有较大影响。

• 单位
  北京市农林科学院; 甘肃农业大学