（通訊員楊濤 編輯嚴(yán)麗莎）環(huán)境科學(xué)與工程系張偉軍研究員團(tuán)隊(duì)在污泥穩(wěn)定化過程中有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律與調(diào)控機(jī)制方面取得新進(jìn)展，系列成果近期發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域著名期刊《Water Research》(T1, 12.8)、《Environmental International》(T1, 11.8),《Chemical Engineering Journal》(T1, 15.1),和《Journal of Cleaner Production》(T1, 11.1)上，張偉軍研究員為論文第一或通訊作者。
市政污泥是污水處理過程中主要的副產(chǎn)物，污泥安全處理與資源化是環(huán)境工程領(lǐng)域亟待解決的工程與科學(xué)難題。在方法學(xué)上，研究團(tuán)隊(duì)評價(jià)了不同預(yù)處理方法（ED、PPL和C18）和離子模式對污泥溶解性有機(jī)質(zhì)（DOM）的提取差異性，并利用傅里葉變換-離子回旋共振質(zhì)譜（ESIFT-ICR MS）對剩余污泥（WAS）和厭氧消化污泥（ADS）DOM進(jìn)行分子組成解析，提出了適用于市政污泥特性的預(yù)處理方法和離子分析模式。
在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)探究了污泥穩(wěn)定化處理過程（生物處理，熱處理）中有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律，闡明了污泥穩(wěn)定化產(chǎn)物中有機(jī)質(zhì)的生物效應(yīng)，發(fā)展了污泥水熱轉(zhuǎn)化制備植物活性有機(jī)質(zhì)的新工藝。污泥生物穩(wěn)定化產(chǎn)物中好氧堆肥污泥的弱結(jié)合態(tài)和堿提取態(tài)有機(jī)質(zhì)和厭氧消化污泥的溶解態(tài)和弱提取態(tài)有機(jī)質(zhì)是主要的促植物生長組分，其中異感化物（短鏈脂肪酸，氨基酸）、營養(yǎng)物質(zhì)、類植物激素和腐殖質(zhì)類物質(zhì)是主要的促植物生長物質(zhì)，可以通過上調(diào)“碳水化合物代謝”、“脂質(zhì)代謝”、“氨基酸代謝”促進(jìn)植物生長，同時(shí)導(dǎo)致“苯丙素生物合成”通路上調(diào)而提升植物抗逆性；污泥熱解碳中，300-400oC熱解后污泥碳中溶解性有機(jī)質(zhì)主要為高生物毒性含氮芳香性化合物及酚類，而在500-800oC熱解碳中溶解性有機(jī)質(zhì)為低毒性的直鏈脂肪酸，提升熱解溫度是控制污泥碳毒性的重要方式；污泥水熱轉(zhuǎn)化中，溫度升高導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)釋放，并伴隨部分蛋白質(zhì)和多糖水解為多肽、氨基酸、小分子糖等植物活性有機(jī)質(zhì)，隨溫度進(jìn)一步美拉德反應(yīng)加劇，生成類黑精化合物；污泥堿熱腐殖化過程呈現(xiàn)出三階段級聯(lián)反應(yīng)，依次為有機(jī)物水解、發(fā)生脫氨、脫羧和脫氧反應(yīng)以及脫碳反應(yīng)。堿熱時(shí)間為12h時(shí)，污泥水解液的植物活性最高，水解液中的多糖、氨基酸和腐殖酸等活性物質(zhì)通過上調(diào)“淀粉和蔗糖代謝”途徑，促進(jìn)水稻幼苗能量代謝和碳水化合物的儲存，基于此發(fā)展了污泥水熱轉(zhuǎn)化回收植物活性有機(jī)質(zhì)與毒副產(chǎn)物控制的新工藝。
研究成果得到國家自然科學(xué)基金（52122010, 52270141）等的資助。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135423001227
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652622053203
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S138589472300061X
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412022005281
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412023000867
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135423003469
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723006125
