前言：

"随着我国经济社会的快速发展，村镇有机固体废弃物的产生量逐年递增，2015年我国有机固体废弃物产生量达18564万吨，预计2020将达到32300万吨。堆肥是有机固体废弃物资源化的重要手段，通过堆肥，有机固体废物中的有机质可转化为腐殖质类物质，可用于补充土壤碳源，提高氮、磷、钾等无机肥肥效。由于农药、化肥的施用，矿山开采污染以及大气污染物的干湿沉降，导致土壤受到了重金属和农药污染，堆肥腐殖质除了能增补土壤有机质和提高营养成分的肥效外，是否还具有其他环境修复功能，如降低重金属的毒性、促进农药的降解矿化等目前还不得而知。

近年来研究显示，土壤、泥炭地和沉积物来源的腐殖质具有氧化还原特性，可作为微生物胞外呼吸的电子受体参与电子传递过程。当微生物进行胞外呼吸时，腐殖质可接受电子自身被转化为还原态，随后还原态的腐殖质再将电子传递给其他物质，如高价态重金属、卤代及硝代有机物，促进后者的还原或降解，进而改变这些污染物在环境中的存在状态、毒性和环境归宿。腐殖质的这种电子传递特性对于土壤污染物的修复具有非常重要的作用。堆肥是一个腐殖质的形成过程，堆肥产品中含有大量的腐殖质物质，然而相对于土壤等来源的腐殖质，堆肥腐殖质的形成时间短、结构简单、脂族性强，其电子转移能力及促进污染物还原降解特征可能有自己的独特之处，目前尚不清楚，急需要探讨。

本书在国家杰出青年基金“城镇固体废弃物处置与资源化(51325804)”资助下，开展了堆肥有机质电子转移及土壤利用原理研究，阐明了堆肥腐殖质合成机制及腐殖化规律，提出了生产高品质腐植酸肥调控方案，确定了堆肥腐殖质电子转移规律、影响因素及与土壤腐殖质电子转移的差异，揭示了堆肥腐殖质促进污染物降解转化规律及作用途径。

本书分为3篇，共13章。第一篇为堆肥有机质电子转移特征及影响因素，共4章，内容分别为堆肥过程有机质演变规律、堆肥过程有机质电子转移能力、堆肥过程腐殖质还原菌演变特征及堆肥过程有机质电子转移能力的影响因素，主要由席北斗、何小松和赵昕宇完成。第二篇为堆肥有机质电子转移介导污染物降解转化，包括4章，内容分别为堆肥有机质电子转移介导硝基苯降解特征、堆肥有机质电子转移介导五氯苯酚还原脱氯特征、堆肥有机质电子转移促进土壤五氯苯酚降解及堆肥有机质电子转移促进Cr(Ⅵ)转化特征，主要由何小松、袁英和杨超完成。第三篇为基于土壤有机质电子转移的堆肥土壤利用机制，包括5章，内容分别为土壤有机质电子转移能力特征、土壤有机质电子转移对长期汞污染的响应、土壤腐殖质电子转移能力对异源污灌的差异性响应、堆肥有机质对水稻土壤中汞形态转化影响的研究及土壤污染物修复影响因素，主要由席北斗、檀文炳和李猛完成。

限于著者时间及水平，书中不足和疏漏之处在所难免，敬请各位读者批评指正。

著者

2018年5月

目录：

"第一篇堆肥有机质电子转移特征及影响因素

第1章  堆肥过程有机质演变规律/002

1.1堆肥过程有机组分及官能团变化特征/002

1.1.1堆肥过程多酚化合物变化特征/002

1.1.2堆肥过程氨基酸变化特征/003

1.1.3堆肥过程多糖与还原糖变化特征/004

1.1.4堆肥过程羧基变化特征/006

1.2堆肥过程胡敏酸与富里酸结构演变规律/007

1.2.1堆肥过程胡敏酸与富里酸含量变化/007

1.2.2堆肥过程胡敏酸与富里酸结构演变规律/007

1.3堆肥过程腐植酸形成影响因素/023

1.3.1特定有机组分对腐植酸及其组分形成的影响/023

1.3.2有机组分与官能团对胡敏酸和富里酸结构形成的影响/025

参考文献/027

第2章  堆肥过程有机质电子转移能力032

2.1堆肥过程胡敏酸的电子转移能力/032

2.1.1基于微生物法的胡敏酸电子转移能力特征/032

2.1.2基于电化学法的胡敏酸电子转移能力特征/035

2.2堆肥过程富里酸的电子转移能力/037

2.2.1基于微生物法的富里酸电子转移能力特征/037

2.2.2基于电化学法的富里酸电子转移能力特征/040

参考文献/042

第3章  堆肥过程腐殖质还原菌演变特征045

3.1堆肥过程腐殖质还原菌演替规律/045

3.2堆肥过程中腐殖质还原菌的影响因素分析/049

3.2.1有机组分与官能团对腐殖质还原菌群的影响/049

3.2.2微环境对腐殖质还原菌群的影响/051

3.3堆肥过程腐殖质还原菌电子转移能力分析/053

3.3.1腐殖质还原菌群对Fe(Ⅲ)还原能力的稳定性/053

3.3.2腐殖质还原菌对Fe(Ⅲ)还原的动力学特征/054

参考文献/059

第4章  堆肥过程有机质电子转移能力的影响因素061

4.1堆肥过程有机质结构对腐植酸电子转移能力的影响/061

4.1.1有机质结构对电子转移能力的影响/061

4.1.2微环境对有机质氧化还原功能基团的影响/062

4.2堆肥过程腐殖质还原菌与有机质结构的响应关系/065

4.2.1腐殖质还原菌与有机质氧化还原功能基团的响应关系/065

4.2.2关键腐殖质还原菌与微环境的响应关系/068

参考文献/080

第二篇堆肥有机质电子转移介导污染物降解转化

第5章  堆肥有机质电子转移介导硝基苯降解特征085

5.1堆肥有机质介导硝基苯降解特性/085

5.1.1堆肥有机质介导硝基苯降解能力/086

5.1.2堆肥有机质介导硝基苯降解动力学/087

5.2堆肥有机质结构对硝基苯降解影响/093

5.2.1堆肥胡敏酸官能团演变对硝基苯还原转化影响/093

5.2.2堆肥胡敏酸碳结构演变对硝基苯还原转化影响/094

5.2.3堆肥胡敏酸醌基结构演变对硝基苯还原转化影响/096

5.3堆肥有机质电子转移能力对硝基苯降解影响/098

5.4堆肥胡敏酸促进硝基苯还原优化方案/100

参考文献/100

第6章  堆肥有机质电子转移介导五氯苯酚还原脱氯特征/103

6.1堆肥有机质介导五氯苯酚还原脱氯特性/103

6.1.1堆肥不同阶段胡敏酸Fe2O3还原条件促进五氯苯酚还原脱氯/103

6.1.2堆肥不同阶段胡敏酸Fe3O4还原条件促进五氯苯酚还原脱氯/105

6.2堆肥有机质介导五氯苯酚降解能力/108

6.3堆肥有机质Fe（Ⅲ）还原能力对五氯苯酚还原脱氯能力的影响/110

6.4堆肥有机质结构对五氯苯酚还原脱氯的影响/111

6.4.1堆肥有机质醌基结构对五氯苯酚还原脱氯的影响/111

6.4.2堆肥有机质极性对Fe(Ⅲ）矿物还原条件五氯苯酚还原脱氯能力的影响/113

6.4.3堆肥有机质分子量对Fe（Ⅲ）矿物还原条件五氯苯酚还原脱氯能力的影响/114

参考文献/115

第7章  堆肥有机质电子转移促进土壤五氯苯酚降解/118

7.1堆肥有机质介导土壤中五氯苯酚还原脱氯特性/118

7.1.1上清液中五氯苯酚及其还原产物分布特征/118

7.1.2固液界面中五氯苯酚及其还原产物分布特征/121

7.1.3水稻土中五氯苯酚及其还原产物分布特征/126

7.1.4堆肥有机质介导土壤中五氯苯酚降解路径/130

7.2堆肥有机质结构对土壤中五氯苯酚还原脱氯影响/131

7.3堆肥有机质电子转移能力对土壤中五氯苯酚还原脱氯影响/133

参考文献/134

第8章  堆肥有机质作为电子转移促进Cr(Ⅵ)转化特征/137

8.1堆肥有机质作为电子供体还原Cr(Ⅵ)特征/137

8.2基于铁矿物的有机质电子转移能力对微生物还原Cr(Ⅵ)的影响/143

8.2.1堆肥有机质促进微生物还原铁矿物/143

8.2.2堆肥有机质与标准腐殖质还原铁矿物的异同/150

8.2.3基于铁矿物堆肥有机质促进微生物还原Cr(Ⅵ)/152

参考文献/158

第三篇基于土壤有机质电子转移的堆肥土壤利用机制

第9章  土壤有机质电子转移能力特征/160

9.1基于固相Fe(Ⅲ)矿物的土壤固相腐殖质电子转移能力分析/160

9.2基于溶解性Fe(Ⅲ)的土壤固相腐殖质电子转移能力分析/171

9.3土壤固相腐殖质与溶解性腐殖质电子转移能力的比较/173

参考文献/173

第10章  土壤有机质电子转移对长期汞污染的响应/176

10.1长期汞污染对土壤腐殖质分子结构的影响/176

10.2长期汞污染下土壤腐殖质的电子转移能力/181

10.3土壤腐殖质的电子转移能力对长期汞污染的响应机制/182

10.4结论/182

参考文献/183

第11章  土壤腐殖质电子转移能力对异源污灌的差异性响应/185

11.1不同来源的污水灌溉对土壤腐殖质电子转移能力的影响/185

11.2土壤腐殖质化学结构对其电子转移能力的影响/186

11.3土壤理化特性对其酶活性的影响/187

11.4土壤酶活性对其腐殖质化学结构的影响/189

11.5环境意义/191

参考文献/191

第12章  堆肥有机质对水稻土壤中汞形态转化影响的研究/194

12.1施用餐厨垃圾堆肥对水稻土中有机质的影响/195

12.2施用餐厨垃圾堆肥对水稻土中总汞与汞形态的影响/195

12.3餐厨垃圾堆肥对水稻土中汞迁移性与生物可利用性的影响/198

12.4结论/199

参考文献/199

第13章  土壤污染物修复影响因素/201

13.1土壤中铬的迁移、转化及影响因素/201

13.1.1土壤中铬的迁移和转化/201

13.1.2影响铬迁移转化的因素/202

13.2土壤中有机污染物的转化及影响因素/204

13.3堆肥应用污染场地修复展望/206

参考文献/206

缩略语/209

索引/210