2023年7月，环境领域知名期刊Water Research在线发表了课题组在污泥脱水领域的最新研究文章（Yuwei Zhu, Keke Xiao*, Bei Ou, Yuan Liu, Wenbo Yu, Sifeng Jian, Xinli Hu, Haiyan Liu, Peishu Lei, Jiakuan Yang. Behavior of organic components and the migration of heavy metals during sludge dewatering by different advanced oxidation processes via optical spectroscopy and molecular fingerprint analysis, Water Research, 2023, 243, 120336）。该论文以华中科技大学环境科学与工程学院为第一完成单位，祝雨薇博士生为论文的第一作者，肖可可副教授为论文的通讯作者。Water Research作为环境领域的知名国际期刊，2023年公布的最新影响因子为12.8。
本文探究了三种不同高级氧化方式（Fe(II)-Oxone、Fe(II)-H2O2和Fe(II)-NaClO）预处理污泥有机物组分变化和重金属迁移特性。发现Fe(II)-Oxone和Fe(II)-H2O2预处理能显著改善污泥的脱水性能，这与溶解型胞外聚合物（Soluble-EPS）中的有机物组分（尤其是蛋白质）的转移密切相关；但Fe(II)-NaClO处理使污泥的脱水性能恶化，这与结合型胞外聚合物（Bond-EPS）中有机物组分的过度释放至Soluble-EPS中密切相关。Fe(II)-Oxone和Fe(II)-H2O2预处理优先攻击污泥Soluble-EPS中的腐殖质类组分而不是蛋白质类组分，Fe(II)-NaClO预处理污泥中多糖的亲水性官能团（如酚羟基和C-O）可能更倾向于迁移到污泥的Soluble-EPS，导致污泥脱水性能恶化。傅里叶变换质谱（FT-ICR MS）分析结果表明，Fe(II)-Oxone和Fe(II)-H2O2预处理使污泥液相中低不饱和度和低分子量的高氧化度的有机物组分比例增加，而Fe(II)-NaClO预处理后，高不饱和度和高分子量的低氧化度的有机物组分比例增加。密度泛函理论（DFT）计算结果表明与CHO和CHOCl化合物相比，重金属Zn和Cu更易与CHOS和CHON化合物结合，转移电荷量更多。表明溶解性有机物（尤其是蛋白质）的浓度、有机物组分的高氧化程度以及重金属Zn和Cu更易与含CHOS和CHON化合物结合，可能是决定Zn和Cu从污泥固相向液相转移的关键因素。本研究系统地揭示了有机物组分特性对污泥脱水性能与重金属迁移影响规律。
课题组长期致力于污泥处理处置与资源化研究，先后承担了国家自然科学基金项目（51708239、51508214、50804017、U1901216、52170133），教育部科学技术研究项目（113046A），湖北省技术创新重大项目（2016ACA163），国家重点研发计划项目（2018YFD1100604、2018YFC1900105），国家自然科学基金委-广东省联合基金项目“城镇有机污泥深度脱水-定向热解资源化体系构建及关键元素作用机制”（U1901216）等项目。
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135423007728
