"双碳"背景下贫水地区农灌再生水中溶解性有机质的谱学特征

摘要：

我国"十四五"规划和2035年远景目标纲要提出:实施国家节水行动,鼓励再生水利用.再生水回用是实现水资源可持续发展的重要途径.将再生水用于贫水区农业灌溉,有望取得良好的经济效益、生态效益和社会效益,同时也符合"碳达峰碳中和"(即"双碳")的政策导向和宏观要求.现阶段,我国对再生水农灌的基础性研究刚刚起步、成果不多,尚无法提供系统性的数据支持和理论指导.以陕西省西安市和辽宁省沈阳市的两种污水源再生水(分别记为A水样和B水样)为研究对象,借助紫外可见光谱(UV-Vis)、元素分析、三维荧光光谱(3D-EEMs)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)比对再生水DOM性质差异,结合特征参数剖析DOM微观信息.结果发现:UV-Vis图谱的250～270 nm附近出现吸收平台,源于DOM双键结构和腐殖质芳香族组分;210～250 nm吸收带则由DOM不饱和双键共轭结构引起.紫外可见特征参数和元素分析原子比值表明:A水样DOM腐殖化程度更高、相对分子质量更大,B水样DOM苯环C骨架聚合度较低、内源性更明显;微生物活动对水样DOM的组成干扰相当关键.两种水样DOM的3D-EEMs图谱均出现三处明显特征峰,分别位于Ex/Em=280/310 nm(类酪氨酸)、Ex/Em=230/320 nm(类色氨酸)和Ex/Em=250/460 nm(类腐殖质);DOM具有较强自源性,但其总体芳香性都不高,B水样新近产生的"新鲜"DOM较多.两种水样DOM的FTIR图谱高度相似,均在3 460～3 420 cm-1(—OH和—NH2伸缩振动)、2 925 cm-1(—CH2不对称伸缩振动)、1 639 cm-1(C=O伸缩振动和N—H弯曲振动)和1 412 cm-1(—CH2剪式变形振动)等处出现特征峰,表明两种水样DOM官能团差异很小,类蛋白组分、碳水化合物和芳香类有机物是DOM主要组分.相关结果有助于深度预估农灌过程再生水DOM的环境行为和生态效应.

关键词：再生水、溶解性有机质、谱学特征、农业灌溉

所属期刊栏目：43

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金;教育部国家留学基金;沈阳师范大学引进人才科研启动基金项目;沈阳师范大学百人计划拔尖人才项目

在线出版日期：2023-06-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1465-1470