一种利用荧光法进行快速鉴别堆肥腐熟程度的技术方法与流程

1.本发明涉及堆肥腐熟程度鉴别技术领域，具体为一种利用荧光法进行快速鉴别堆肥腐熟程度的技术方法。


背景技术：

2.高温好氧堆肥是世界各国资源化利用厨余垃圾、市政污泥及畜禽粪便等固体有机废弃物最重要途径的之一，堆肥腐熟度是评价堆肥过程及堆肥产品质量的重要尺度，其中荧光光谱仪可以辨别化合物的特征官能团，不仅可提供有机分子骨架的信息，还能更敏感地反映碳核所处化学环境的细微鉴别，为测定复杂有机物提供帮助。
3.然而未经腐熟的堆肥含有对植物具有毒性的小分子有机物、氨、挥发性有机酸和酚类等,施入土壤后影响作物的生长和发育,不能达到增产增收的目的，此外,堆肥腐熟度还是堆肥厂设计、运行及堆肥过程控制的重要依据,直接关系堆肥厂的建造成本及运行效率；然而在鉴别堆肥体的堆肥腐熟程度时，所采用的颜色判断以及气味判断效率较低，并且不能给准确的达到精准鉴别的效果，即使现有的红外光谱技术可以避免部分问题，可以达到快速鉴别的效果，但在鉴别时所释放的物质具有一定的污染，还会受地域限制而导致不能在线分析，增加了鉴别的局限性，因此，需要一种利用荧光法进行快速鉴别堆肥腐熟程度的技术方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种利用荧光法进行快速鉴别堆肥腐熟程度的技术方法，以解决上述背景技术中提出在鉴别堆肥体的堆肥腐熟程度时，所采用的颜色判断以及气味判断效率较低，并且不能给准确的达到精准鉴别的效果，即使现有的红外光谱技术可以避免部分问题，可以达到快速鉴别的效果，但在鉴别时所释放的物质具有一定的污染，还会受地域限制而导致不能在线分析，增加了鉴别的局限性的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用荧光法进行快速鉴别堆肥腐熟程度的技术方法，包括包括以下步骤：s1、收集不同阶段的样品分别放置在不同的容器内部，收集样品的容器放置到预设的履带传送带并与荧光光谱仪位置水平对应；s2、荧光光谱仪对样品进行扫描，荧光辨别化合物的特征官能团，从中确定3
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5份与堆肥腐熟程度达标的作为鉴别模型以及重要指定参数；s3、利用初步鉴别剩余的样品在荧光光谱仪扫描后的光谱及各项峰值进行对比，波长差为10nm，筛选260
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280nm的堆肥样品以25℃保存；s4、依次在剩余样品内部加入催化剂，样品催化后降温7
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9℃，时间为10~12s，根据温度值变化记录并观察荧光激发态分子回到基态，光谱面积为1/4（340~355nm）与1/4（285~310nm）；
s5、采用斯托克位移方法剔除荧光光谱异常值：gh≥4.0和nh≤2.0,其中gh含义为得分的三维图中，每个样品距离中心样品点的距离，kt为荧光衰减速率指数，一般gh≤4.0的样品视为来自同一群体，gh＞4.0的样品则视为异常样品予以剔除，以最高交互验证决定系数和最低交叉验证标准差secv值确定最佳定标模型；s6、剔除样品采用气味测量仪在一段时间内的气味进行监测，将剔除样品内部捣鼓5
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8次分散，采用光谱仪对内部的吸光度值进行监测，检验剔除样品内含的色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、富里酸和胡敏酸的；s7、根据样品内的荧光的强度进行记录，监测不稳定有机质分解转化过程，提取矿物质稳定化有机物质成分进行记录；s8、采用最佳定标模型与剔除样品各项峰值进行对比，将峰值接近的抽检样品利用快速烘干装置烘干后，取出样品进行腐殖化检测，根据腐殖质hs、腐酸ha、富里酸fa富里部分ff及非腐殖质成分nhf等参数用以评价堆肥腐熟度。
6.作为本发明的优选技术方案，s1中，每个样品容器所采用的是5l卧式容器，内部检测样品是不同厨余垃圾固体废弃物的混合有机基质。
7.采用上述技术方案，容器内部通风性较好，增加堆肥内部氧气，且容量较大，使样品检测基数大，提高分解有机质的速度 便于进行快速鉴别。
8.作为本发明的优选技术方案，s4中所采用的是纳米级二氧化钛为代表的光催化剂。
9.采用上述技术方案，光催化剂能够有效的影响堆肥体内部温度，可以在一段时间内的温度变化来观察堆肥反应。
10.作为本发明的优选技术方案，s5中、采用的检测样品容量为1l，荧光光谱异常值范围在gh≥4.0和nh≤2.0范围，检测样品的次数为4次，时隔为5~10m。
11.采用上述技术方案，根据荧光光谱异常值分析样品内部数值，便于鉴别样品的堆肥腐熟程度，并将不符合标准的样品剔除。
12.作为本发明的优选技术方案，s6中、采用光谱仪对样品内的堆肥萃取物进行吸光度变化进行记录，堆肥萃取物占样品总含量的7%~9%。
13.采用上述技术方案，堆肥过程中，不稳定有机质分解转化为二氧化碳、水和矿物质等稳定化有机物质，随着变化也可以表明其程度。
14.作为本发明的优选技术方案，s7中、荧光强度分为两个阶段，强度增强，样品中有机质中含苯环和共轭双键物质化合物分子结构的复杂化，强度减弱，样品中分子量和芳构化的降低。
15.采用上述技术方案，根据腐殖化参数的变化，由此得出cec、腐殖质hs、 腐酸ha、 富里酸fa富里部分ff及非腐殖质成 分nhf等参数，并用以快速鉴别堆肥腐熟度。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该利用荧光法进行快速鉴别堆肥腐熟程度的技术方法：1.通过将样品设置为多份，并筛选出数值最接近堆肥腐熟程度标准的样品作为模型，根据光度变化，可以根据堆肥萃取物在吸光度变化来反应堆肥腐熟，同时还可以在堆肥过程中，不稳定有机质分解转化为二氧化碳、水和矿物质等稳定化有机物质，随着变化也可以表明其程度，研究各腐殖化参数的变化，从而可以快速的鉴别与评价堆肥腐熟度。
17.2.通过在堆肥体内部加入光催化剂，能够短时间发生温度变化，荧光光谱仪对堆肥体进行扫描，并根据温度变化时间的间隔进行记录，在温度发生的过程中，堆肥体气味随着温度变化而变浓或淡，其颜色也随着温度的变化加深，通过上述数据集中来鉴别堆肥腐熟程度，不仅可以直观的鉴别出堆肥腐熟程度，同时还可以配合气味及颜色变化进行辅助判断，从而增加对堆肥体的鉴别效率。
附图说明
18.图1为本发明整体步骤流程示意图；图2为本发明光谱仪扫描后荧光强度光谱示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.本发明提供一种技术方案：一种利用荧光法进行快速鉴别堆肥腐熟程度的技术方法，包括：s1、收集不同阶段的样品分别放置在不同的容器内部，收集样品的容器放置到预设的履带传送带并与荧光光谱仪位置水平对应；s2、荧光光谱仪对样品进行扫描，荧光辨别化合物的特征官能团，从中确定3
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5份与堆肥腐熟程度达标的作为鉴别模型以及重要指定参数；s3、利用初步鉴别剩余的样品在荧光光谱仪扫描后的光谱及各项峰值进行对比，波长差为10nm，筛选260
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280nm的堆肥样品以25℃保存；s4、依次在剩余样品内部加入催化剂，样品催化后降温7
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9℃，时间为10~12s，根据温度值变化记录并观察荧光激发态分子回到基态，光谱面积为1/4（340~355nm）与1/4（285~310nm）；s5、采用斯托克位移方法剔除荧光光谱异常值：gh≥4.0和nh≤2.0,其中gh含义为得分的三维图中，每个样品距离中心样品点的距离，kt为荧光衰减速率指数，一般gh≤4.0的样品视为来自同一群体，gh＞4.0的样品则视为异常样品予以剔除，以最高交互验证决定系数和最低交叉验证标准差secv值确定最佳定标模型；s6、剔除样品采用气味测量仪在一段时间内的气味进行监测，将剔除样品内部捣鼓5
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8次分散，采用光谱仪对内部的吸光度值进行监测，检验剔除样品内含的色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、富里酸和胡敏酸的；s7、根据样品内的荧光的强度进行记录，监测不稳定有机质分解转化过程，提取矿物质稳定化有机物质成分进行记录；在dom的三维fs中,一般可观察到4类66726126212.35701
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1:高、低激发波长下的类酪氨酸峰(激发/发射波长分别为270~290、220~230nm/300~320nm)；高、低激发波长下的类色氨酸峰(激发/发射波长分别为270~290、220~230nm/320~350nm)；可见区、紫外区类富里酸峰(激发/发射波长分别为310~330、235~255nm/410~450nm)；类胡敏酸峰(激发/发射波长分别为350~440nm/430~510nm）；s8、采用最佳定标模型与剔除样品各项峰值进行对比，将峰值接近的抽检样品利用快速烘干装置烘干后，取出样品进行腐殖化检测，根据腐殖质hs、腐酸ha、富里酸fa富里部分ff及非腐殖质成分nhf等参数用以评价堆肥腐熟度。
21.s1中，每个样品容器所采用的是5l卧式容器，内部检测样品是不同厨余垃圾固体废弃物的混合有机基质；容器内部通风性较好，增加堆肥内部氧气，且容量较大，使样品检测基数大，提高分解有机质的速度 便于进行快速鉴别。
22.s4中所采用的是纳米级二氧化钛为代表的光催化剂；光催化剂能够有效的影响堆肥体内部温度，可以在一段时间内的温度变化来观察堆肥反应。
23.s5中、采用的检测样品容量为1l，荧光光谱异常值范围在gh≥4.0和nh≤2.0范围，检测样品的次数为4次，时隔为5~10m；根据荧光光谱异常值分析样品内部数值，便于鉴别样品的堆肥腐熟程度，并将不符合标准的样品剔除。
24.s6中、采用光谱仪对样品内的堆肥萃取物进行吸光度变化进行记录，堆肥萃取物占样品总含量的7%~9%；堆肥过程中，不稳定有机质分解转化为二氧化碳、水和矿物质等稳定化有机物质，随着变化也可以表明其程度。
25.s7中、荧光强度分为两个阶段，强度增强，样品中有机质中含苯环和共轭双键物质化合物分子结构的复杂化，强度减弱，样品中分子量和芳构化的降低；根据腐殖化参数的变化，由此得出cec、腐殖质hs、 腐酸ha、 富里酸fa富里部分ff及非腐殖质成 分nhf等参数，并用以快速鉴别堆肥腐熟度。
26.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。