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重金属污染物是限制城市污泥土地利用的重要因素，其危害的控制技术成为研究的热点。堆肥过程是一个有机质降解和进一步腐殖化的过程，而腐殖酸含有大量酸性含氧官能团，对重金属有很强的络合吸附能力。有研究表明，木质素在堆肥过程中腐殖质的形成和分子结构的变化中具有重要的作用。因此，通过添加富含木质素的有机调理剂与污泥进行“共堆肥”，促进腐殖质的生成，进而利用稳定的腐殖质来络合、固定重金属，降低重金属元素的生物有效性，可以作为一个降低污泥重金属污染风险的新方法。
本研究通过选择含木质素的木屑和秸秆作为堆肥调理剂和城市污泥进行“共堆肥”，在以无机调理剂做对比的情况下，采用化学分析和光谱分析相结合的方法，观察这些有机调理剂对促进堆肥腐殖质的生成和变化的效果，初步探讨堆肥腐殖质对重金属Cu和Cd的络合固定的效果及其机理，为利用堆肥腐殖质来降低重金属的生物有效性提供理论依据。取得以下主要结论。
有机调理剂对污泥堆肥HA(胡敏酸)的形成有明显的促进作用，特别是木屑。堆肥后相对稳定的HA结合态重金属的含量明显增加，且其占金属总量的比例明显增加，表明堆肥过程能降低重金属的迁移性和生物有效性。有机调理荆特别是木屑在这一过程中的效果要优于无机调理剂。
红外光谱显示，污泥腐殖酸分子中含有羟基、羧基、烷基、脂类、酰胺、多糖和芳环等结构和组分。HA和FA(富里酸)具有相同的官能团和分子结构，但是不同基团数量上HA要高于FA。同时，HA比FA具有更高的芳构化程度。堆肥过程能降低腐殖酸中烷基、脂类、酰胺、多糖等不稳定结构和组分的含量，同时提高了分子的芳构化程度，使其分子结构和组成变得更加统一和稳定。有机调理剂对污泥堆肥腐殖酸的分子结构影响比较复杂。一方面，木屑和秸末中的木质素在堆肥过程中整合进入腐殖酸分子中，在一定程度上降低了腐殖酸分子的芳构化程度；另一方面，有机调理剂能增加HA分子和减少FA分子中的羧基和酚羟基的含量，对于增加HA分子对重金属的吸附固定能力和减小FA对重金属的活化迁移能力具有有利的作用。
三维荧光光谱表明，好氧堆肥过程使腐殖酸HA组分所含官能团从给电子基团，如羟基、甲氧基、氨基，向吸电子基团，如羧基，转化。同时分子中线性缩合的芳环结构和其它不饱和共轭结构的增多，而这些结构正是分子量大、腐殖化程度高的分子特征。有机调理剂在这个过程中明显优于无机调理荆，其中木屑的效果最好。与HA组分不同的是，FA在堆肥过程中分子结构的变化很小，特别是分子核心骨架结构，不同调理剂的添加对其变化的影响也很小。对腐殖酸荧光滴定的非线性拟合结果表明，好氧堆肥过程能增加腐殖酸HA组分对重金属Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)络合能力，而有机调理剂比无机调理剂的效果要好，特别是木质素含量更高的木屑调理剂。与HA组分不同的是，FA对重金属离子的络合能力在堆肥后提高很小，而在添加三种调理剂的处理之间也未观察到FA重金属络合能力的明显差异。这些结果表明：堆肥处理技术能增强腐殖酸对重金属的固定能力从而降低污泥重金属的环境污染风险，而以有机调理剂，特别是木屑为调理剂时，能达到最好的重金属环境风险控制效果。