本发明专利技术公开了一种快速表征堆肥腐熟度的方法，属于固体有机废弃物处理领域。收集１ｇ样品，制备得到堆肥水萃液，测定堆肥水萃液的ＤＯＣ，并稀释到ＤＯＣ＜１０ｍｇ／Ｌ，采集稀释后水萃液的三维荧光光谱ＥＥＭ谱图，采用ＤＯＭＦｌｕｏｒ工具包在Ｍａｔｌａｂ?７．０软件上对采集到的ＥＥＭ谱图代入数据库进行平行因子分析，确定激发／发射波长为（２３０，３３０）／４１０和（２２０，２８０）／３４０的２个组分的得分数，再将所得得分数乘以样品稀释倍数后代入堆肥腐熟度判别关系式，即可用于表征堆肥腐熟度。本方法可以快速、价廉地监测堆肥腐熟度。同时该方法分析堆肥腐熟度时不需要化学试剂，仅需过滤或稀释等简单的预处理程序。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体是通过关联堆肥处理厂水萃液中的可溶性有机物的三维荧光特征与堆肥腐熟度，而快速鉴定堆肥腐熟度。属固体有机废 弃物处理和资源化利用领域。
技术介绍
据统计，我国每年产生约6000万吨养分资源的固体有机废弃物，其中包括畜禽粪 便、农作物秸秆、农产品加工下脚料、生活污泥、厨余和筛选过的有机垃圾等，这些富含养分 的固体有机废弃物如果不加以利用而随地弃置，不仅极大的浪费了养分资源，更严重地污 染了环境。如果我国每年产生的50%固体有机废弃物做成有机(类)肥料，不仅可以节省 40%左右的化肥(每年将节省或替代2000万吨标准养分的化肥)及提高化学氮肥的利用 率，更可以显著提高我国土壤有机质含量和改善土壤生物活性。因此，解决固体有机废弃物 问题的根本途径就在于开展其资源化利用。目前，资源化利用这些固体有机废弃物的最有 效和最经济的途径是好氧堆肥。堆肥处理在稳定有机物、杀灭病原菌和杂草种子、脱水的同 时获得优质的有机肥产品，实现了固体有机废弃物减量化、无害化和资源化，是适合我国国 情和未来可持续发展的废弃物处理处置方法。评估堆肥腐熟度是确保堆肥产品质量的必不可少的步骤。常规的评价堆肥腐熟度 的指标耗时较长且费用昂贵(如果样品量较多时)。由于堆肥化过程是固体废弃物中大分 子有机物腐殖化的过程，评估腐殖化程度的参数可以用于表征堆肥的腐熟度。然而，化学方 法测定腐殖酸过程中会包含非腐殖质，且该方法灵敏度不高。三维荧光光谱(3D-EEM)是一 种非破坏性的腐殖化程度表征手段，具有灵敏度高，选择性强，需样品量少和方法简便等优 点，且测定下限通常比分光光度法低2-4个数量级。同时，3D-EEM谱图分析堆肥腐殖化程度 时不需要任何化学试剂，仅需简单的过滤和/或稀释。然而，目前的研究者用3D-EEM表征 堆肥腐熟度时仅最低限度地利用了 3D-EEM提供的大量信息。此外，堆肥萃取液成分复杂， 含有不同类型的荧光基团；不同类型的荧光基团相互叠加，从而导致荧光强度与监测指标 的关联度降低。平行因子(PARAFAC)分析方法是一种将三维荧光数据解析成为三线性组分 的方法，它可以对荧光基团进行解析，将重叠的荧光峰进行分离，得到荧光成分的激发光谱 矩阵和发射光谱矩阵，并通过其得分矩阵对其浓度进行相对定量。因此，三维荧光光谱与平 行因子(EEM-PARAFAC)分析方法可望作为一种堆肥腐熟度的快速监测工具。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种操作简单且快速表征堆肥处理厂堆肥腐 熟度的方法，该方法用于评估堆肥腐熟度时，快速、价廉、灵敏度高。技术方案—种快速表征堆肥腐熟度的方法，其特征在于收集堆肥处理厂Ig腐熟的堆肥样品，其与IOmL水在摇床上IOOrpm振荡24h得到堆肥水萃液，然后测定堆肥水萃液的可溶性 有机碳DOC并稀释到0 < DOC < 10mg/L,随后采集稀释后水萃液的三维荧光光谱数据176 行X31列，采集到的三维荧光光谱数据176行X31列加入腐熟的堆肥产品数据库，待测样品与数据库腐熟堆肥产品的三维荧光光谱数据176行X31列均按下列形式排列，并在 Excel表中存储为f 1. csv形式12 3 26 27 28 29 30 31Al Bl Cl . . Zl AAl BBl CCl DDI EElA2 B2 C2 . . Z2 AA2 BB2 CC2 DD2 EE2数据库A3 B3 C3 . . Z3 AA3 BB3 CC3 DD3 EE3样品 1 ······· · · · ·.......A176 B176 C176 . . Z176 AAl 76 BB176 CCl 76 DD176 EE176Al Bl Cl . . Zl AAl BBl CCl DDI EElA2 B2 C2 . . Z2 AA2 BB2 CC2 DD2 EE2数据库A3 B3 C3 . . Z3 AA3 BB3 CC3 DD3 EE3样品2....A176 B176 C176 . . Z176 AAl 76 BB176 CCl 76 DD176 EE176......Al Bl Cl . . Zl AAl BBl CCl DDI EElA2 B2 C2 . . Z2 AA2 BB2 CC2 DD2 EE2待测A3 B3 C3 . . Z3 AA3 BB3 CC3 DD3 EE3样品....A176 B176 C176 . . Z176 AAl 76 BB176 CCl 76 DD176 EE176采用DOMFluor工具包在Matlab 7. O软件上对待测样品与数据库腐熟堆肥产品的 三维荧光光谱数据176行X 31列进行平行因子分析，依次键入如下命令OriginalData. Ex = csvread(/ Ex. csv' ，1)OriginalData. Em = csvread(/ Em. csv'，1)OriginalData. X = csvreacK' fl. csv' ，1)OriginalData. nEx = (size (OriginalData. Ex, 1))OriginalData. nEm = (size (OriginalData. Em, 1))OriginalData. nSample = (size (OriginalData. X，1))OriginalData. nSample = OriginalData. nSample/OriginalData. nEmOriginalData. X = (reshape (OriginalData. X ‘，OriginalData. nEx, OriginalData. nEm, OriginalData. ηSample))OriginalData. X = permute (OriginalData. X，)load PARAFACexample. matOriginalData = EEMCut (OriginalData, 20, 20, NaN, NaN,“) = OutlierTest (CutData，2，1，7，‘ No'，No') = OutlierTest (CutData, 2,1,7, ‘ Yes'，‘ No') = OutlierTest (Test3，1，1，7，‘ Yes'，‘ No')PlotLoadings(Test3,4)PlotLoadings(Test3, 5)PlotLoadings(Test3,6)PlotLoadings(Test3,7)CompareSpecSSE(Test3,3,4,5) = SplitData (Test3) = SplitHalfAnalysis(AnalysisData, (3 7),' MyData. mat')SplitHalfValidation(AnalysisData, ' 1-2'，3) = RandInitAnal(AnalysisData,4,10) = ModelOut(AnalysisData,4, ' C:\MyParafacResults.xls')即输出结果得到数据库中所有样本和样品激发/发射波长为(230，3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种快速表征堆肥腐熟度的方法，其特征在于：收集堆肥处理厂１ｇ堆肥产品，其与１０ｍＬ水在摇床上１００ｒｐｍ振荡２４ｈ得到堆肥水萃液，然后测定堆肥水萃液的可溶性有机碳ＤＯＣ并稀释到０＜ＤＯＣ＜１０ｍｇ／Ｌ，随后采集稀释后水萃液的三维荧光光谱数据１７６行×３１列，采集到的三维荧光光谱数据１７６行×３１列加入腐熟的堆肥产品数据库，待测样品与数据库腐熟堆肥产品的三维荧光光谱数据１７６行×３１列均按下列形式排列，并在Ｅｘｃｅｌ表中存储为ｆ１．ｃｓｖ形式：１２３２６２７２８２９３０３１Ａ１ｎａｌＤａｔａ，２０，２０，ＮａＮ，ＮａＮ，″）［Ｔｅｓｔ１］＝ＯｕｔｌｉｅｒＴｅｓｔ（ＣｕｔＤａｔａ，２，１，７，′Ｎｏ′，′Ｎｏ′）［Ｔｅｓｔ２］＝ＯｕｔｌｉｅｒＴｅｓｔ（ＣｕｔＤａｔａ，２，１，７，′Ｙｅｓ′，′Ｎｏ′）［Ｔｅｓｔ３］＝ＯｕｔｌｉｅｒＴｅｓｔ（Ｔｅｓｔ３，１，１，７，′Ｙｅｓ′，′Ｎｏ′）ＰｌｏｔＬｏａｄｉｎｇｓ（Ｔｅｓｔ３，４）ＰｌｏｔＬｏａｄｉｎｇｓ（Ｔｅｓｔ３，５）ＰｌｏｔＬｏａｄｉｎｇｓ（Ｔｅｓｔ３，６）ＰｌｏｔＬｏａｄｉｎｇｓ（Ｔｅｓｔ３，７）ＣｏｍｐａｒｅＳｐｅｃＳＳＥ（Ｔｅｓｔ３，３，４，５）［ＡｎａｌｙｓｉｓＤａｔａ］＝ＳｐｌｉｔＤａｔａ（Ｔｅｓｔ３）［ＡｎａｌｙｓｉｓＤａｔａ］＝ＳｐｌｉｔＨａｌｆＡｎａｌｙｓｉｓ（ＡｎａｌｙｓｉｓＤａｔａ，（３：７），′ＭｙＤａｔａ．ｍａｔ′）ＳｐｌｉｔＨａｌｆＶａｌｉｄａｔｉｏｎ（ＡｎａｌｙｓｉｓＤａｔａ，′１－２′，３）［ＡｎａｌｙｓｉｓＤａｔａ］＝ＲａｎｄＩｎｉｔＡｎａｌ（ＡｎａｌｙｓｉｓＤａｔａ，４，１０）［ＦＭａｘ，Ｂ，Ｃ］＝ＭｏｄｅｌＯｕｔ（ＡｎａｌｙｓｉｓＤａｔａ，４，′Ｃ：＼ＭｙＰａｒａｆａｃＲｅｓｕｌｔｓ．ｘｌｓ′）即输出结果：得到数据库中所有样本和样品激发／发射波长为（２３０，３３０）／４１０和（２２０，２８０）／３４０的２个组分的得分数，即得到待测样品对应的激发／发射波长为（２３０，３３０）／４１０和（２２０，２８０）／３４０的２个组分的得分数；再将待测样品的所得得分数乘以样品稀释倍数后代入堆肥腐熟度判别关系式：＊＊＊即得到样品的堆肥腐熟度判别指标值：有机质含量，发芽指数，氧消耗速率，ＣＯ↓［２］生成速率，从而判定堆肥的腐熟程度。Ｂ１Ｃ１．．Ｚ１ＡＡ１ＢＢ１ＣＣ１ＤＤ１ＥＥ１Ａ２Ｂ２Ｃ２．．Ｚ２ＡＡ２ＢＢ２ＣＣ２ＤＤ２ＥＥ２数据库Ａ３Ｂ３Ｃ３．．...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余光辉，沈其荣，罗轶红，吴敏杰，杨兴明，冉炜，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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