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关键词：
太赫兹,太赫兹时域光谱,小波变换,水蒸气吸收
发表时间：
2011-12-01 15:09:42
污泥内层和外层胞外聚合物的三维荧光光谱特性研究
宋明毅 | -> | 822| 2| 0.770994MB |外层胞外聚合物,内层胞外聚合物,污泥,三维荧光光谱
摘 要 运用三维荧光光谱技术对污泥LB2EPS和TB2EPS的荧光特性进行了研究。实验结果表明, 在污泥LB2EPS和TB2EPS中都有三个明显的荧光峰, 分别为Peak B (λex /λem = 270～280 nm /345～360 nm) , Peak C(λex /λem = 330～340 nm /410～430 nm)和Peak D (λex /λem = 390 nm /450～470 nm) 。其中Peak B为类蛋白荧光( Protein2like) 、Peak C为可见区类富里酸荧光(Visible fulvic2like) 、Peak D为类腐殖酸荧光(Humic2like) 。从各荧光峰的荧光强度来分析, LB2EPS和TB2EPS中的主要成分都为类蛋白, 然后依次为富里酸和腐殖酸。浓度和pH值对污泥LB2EPS和TB2EPS的三维荧光特性都有很大的影响, 但影响程度略有区别, 表明作为外层的胞外聚合物, LB2EPS表现出与TB-EPS不全相同的化学结构。
胞外聚合物( extracellular polymeric substances, EPS)是微生物在一定环境条件下, 在其代谢过程中分泌的包围在微生物细胞壁外的大分子有机多聚物, 其有机部分主要由蛋白质、多聚糖以及腐殖酸、DNA和脂类组成[ 1 ]。EPS能作为抵抗外界环境的保护层和营养吸收层, 是微生物饥饿期间重要的碳源和能源储备。通过连接细胞和其他物质, EPS可以稳定污泥的絮体结构, 为微生物提供最基本的生长条件; 同时从废水中吸收新陈代谢所需的营养, 并形成保护屏障, 抵抗苛刻的外界环境[ 2 ]。此外, EPS能改变污泥的表面特性、生物絮凝、沉降性能及脱水性能等性质, 从而影响污泥处理的工艺和费用[ 3, 4 ]。污泥胞外聚合物可分为紧密粘附的胞外聚合物( tightly bound EPS, TB2EPS)和松散附着的胞外聚合物( loosely bound EPS, LB2EPS)两部分。TB2EPS位于细胞体表面, 与细胞壁结合牢固; LB2EPS在TB2EPS外层, 结构松散,密度较小, 具有流变特性。近来的研究表明[ 5, 6 ] , 虽然TB2EPS的各组分含量要大于LB2EPS, 但对污泥沉降、絮凝和脱水性能起着决定性作用是LB2EPS, 而TB2EPS对污泥这些性能的影响相对要弱一些。
由于污泥胞外聚合物在废水生物处理中的重要作用, 越来越多的研究者[ 5-8 ]采用各种技术方法对对它们的化学组成和物理化学性质开展了深入的研究。Esparza2Soto和Westerhoff[ 8 ]采用荧光光谱技术对污泥胞外聚合物的特性进行了研究, 主要是基于污泥胞外聚合物中含有大量带有各种官能团的芳香环结构以及未饱和脂肪链, 其内含有多种不同的荧光基团, 这些荧光基团的荧光特性能表达胞外聚合物结构、官能团、构型、非均质性等信息[ 9, 10 ]。三维荧光光谱( three2di2
mensional excitation emission matrix fluorescence spectroscopy;3DEEM)能够获得激发波长和发射波长同时变化时的荧光强度信息, 能识别和表征复杂体系中荧光光谱重叠的对象, 是非常有用的光谱指纹技术[ 11-14 ] , 具有高灵敏度、高选择性、高信息量、且不破坏样品结构等优点[ 15218 ] 。本文主要运用三维荧光光谱技术研究和表征污泥外层胞外聚合物(LB2EPS)和内层胞外聚合物( TB2EPS)的荧光光谱性征及其浓度、pH值效应。
由于污泥胞外聚合物在废水生物处理中的重要作用, 越来越多的研究者[ 5-8 ]采用各种技术方法对对它们的化学组成和物理化学性质开展了深入的研究。Esparza2Soto和Westerhoff[ 8 ]采用荧光光谱技术对污泥胞外聚合物的特性进行了研究, 主要是基于污泥胞外聚合物中含有大量带有各种官能团的芳香环结构以及未饱和脂肪链, 其内含有多种不同的荧光基团, 这些荧光基团的荧光特性能表达胞外聚合物结构、官能团、构型、非均质性等信息[ 9, 10 ]。三维荧光光谱( three2di2
mensional excitation emission matrix fluorescence spectroscopy;3DEEM)能够获得激发波长和发射波长同时变化时的荧光强度信息, 能识别和表征复杂体系中荧光光谱重叠的对象, 是非常有用的光谱指纹技术[ 11-14 ] , 具有高灵敏度、高选择性、高信息量、且不破坏样品结构等优点[ 15218 ] 。本文主要运用三维荧光光谱技术研究和表征污泥外层胞外聚合物(LB2EPS)和内层胞外聚合物( TB2EPS)的荧光光谱性征及其浓度、pH值效应。
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