好氧堆肥是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的有效技術(shù)，微生物降解有機物并將小分子前體聚集成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)，提高木質(zhì)纖維素類廢棄物的堆肥效率一直是好氧發(fā)酵領域的研究熱點。然而，作為腐殖質(zhì)形成的基本框架和主要來源，木質(zhì)纖維素中的纖維素和半纖維素被木質(zhì)素包裹，難以降解。Fenton反應是一種產(chǎn)生羥基自由基的高級氧化過程，與幾乎所有的有機化合物發(fā)生非選擇性反應，氧化生成中間產(chǎn)物。近日，青島能源所工業(yè)生物燃氣研究中心利用FeS₂同時具有過氧化物酶和谷胱甘肽氧化酶活性的特點，研制一種新型改性添加劑，促進堆肥過程中自由基的產(chǎn)生以促進木質(zhì)纖維素的降解，同時氧化型谷胱甘肽（GSSH）可以調(diào)節(jié)植物代謝，促進污染土壤中植物的生長，獲得較高腐殖度的堆肥產(chǎn)品。

研究人員通過一鍋水熱法在不同天然礦物表面原位合成FeS₂，并通過TMB顯色實驗和電子順磁共振（EPR）測試確定坡縷石表面原位合成FeS₂的復合材料具有更高效的自由基催化活性。將其作為堆肥外源添加劑，評價鐵基改性材料對堆肥理化性質(zhì)、纖維素降解和腐殖化的影響。結(jié)果表明，改性材料的添加明顯提高了堆肥體系的導電性能，EC值增加了51.6%，有利于加速電子在堆肥顆粒間的傳遞和生物氧化還原過程的效率。提高了纖維素的持續(xù)降解，降解率達到52.5%，加速了蛋白類中間產(chǎn)物的利用效率以及堆肥物料聚合度的提高，并提高堆肥產(chǎn)品的成熟度。

相關(guān)研究成果以“Novel ferrous disulfide loaded palygorskite composites as additives in lignocellulosic waste composting for improving humification”為題發(fā)表在Journal of Environmental Chemical Engineering雜志上。路明藝為第一作者，郭榮波研究員和馮權(quán)高級工程師為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、跨區(qū)域?qū)�口支援項目等的資助。（文/圖 路明藝、秦康）

原文連接：https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.111697

Mingyi Lu, Kang Qin, Fengyuan Zhang, Fan Qin, Quan Feng^#, Rongbo Guo^#. Novel ferrous disulfide loaded palygorskite composites as additives in lignocellulosic waste composting for improving humification. Journal of Environmental Chemical Engineering 12 (2024) 111697.