在超热友堆肥中,通过基于同步仪的FTIR在堆肥聚合物内部的热点功能组的时空模式的新洞察力
Mingchao Yang1, Tao Zhang1, Xuefei Zhou1
1State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security, Tongji University, Shanghai 200092, China.
The Science of the total environment
|June 20, 2024
概括
城市固体废物的高热性堆肥 (HTC) 揭示了颗粒中的微观无氧区域. 这项研究使用先进的光谱学来绘制有机物质变化的地图,详细说明堆肥过程中的化和聚合物形成.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 生物化学 生化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 超热友堆肥 (HTC) 是处理城市固体废物 (OFMSW) 有机部分的一个有前途的技术.
- 了解分子层面的有机物 (OM) 动态对于优化HTC中的化过程至关重要.
研究的目的:
- 调查OM在OFMSW的HTC期间的化学和结构变化.
- 使用EME和SR-FTIR光谱学分析分子水平的转换.
- 用2D-COS分析探测化学成分和功能组的变化.
主要方法:
- 使用同步光 (SR-FTIR) 和激发发射矩阵 (EEM) 光谱.
- 采用二维相关谱 (2D-COS) 来分析光谱变化.
- 对堆肥颗粒进行了现场映射,以检测微尺度的功能组变化.
主要成果:
- SR-FTIR成功地绘制了堆肥颗粒内的功能群的微小尺度 (~μm) 变化.
- 在高热性阶段 (9日) 的堆肥颗粒中确定了一个明显的无氧区 (厚度约30微米).
- 2D-COS分析揭示了在纤维素降解过程中有机功能组聚合的特定顺序,形成稳定的堆肥聚合物.
结论:
- 联合使用SR-FTIR和EEM为HTC的化机制提供了新的见解.
- 这项研究引入了一种新的方法来研究在堆肥过程中有机污染物的环境行为.
- 在堆肥颗粒中确立了微观无氧条件的直接证据.
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