Dissolved organic matter transformation mechanisms and process optimization of wastewater sludge hydrothermal humification treatment for producing plant biostimulants

腐殖质 化学 溶解有机碳 腐植酸 有机质 废水 环境化学 有机化学 生物 废物管理 肥料 土壤水分 工程类 生态学
作者
Siying Cai,Yu Zhang,Aibin Hu,Ming Liu,Hanjun Wu,Dongsheng Wang,Weijun Zhang
出处
期刊:Water Research [Elsevier]
卷期号:235: 119910-119910 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.watres.2023.119910
摘要

Understanding the composition, transformation and bioactivity of dissolved organic matter (DOM) at the molecular level is crucial for investigating the hydrothermal humification process of wastewater sludge and producing ecological fertilizers. In this study, DOM transformation pathways under alkali–thermal humification treatment (AHT) were characterized by Fourier transform–ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT–ICR MS) in conjunction with molecular reaction network analysis. The effects of DOM on plant growth were examined using hydroponics and transcriptomic analysis. In the wastewater sludge humification process, AHT produced maximum amounts of protein (3260.56 mg/L) and humic acid (5788.24 mg/L) after 12 h. FT–ICR MS results indicated that protein-like structures were prone to continuous oxidation and were ultimately transformed into aromatic N-containing compounds resembling humic substances. Several reactive fragments (such as –C2H2O2, –C3H4O2, and –C4H6O2) formed by the Maillard reaction (MR) were identified as potential precursors to humic acid (HA). In terms of biological effects, DOM12h showed the highest rice germination and growth activity, whereas that produced by AHT for a longer period (> 12 h) displayed phytotoxicity owing to the accumulation of toxic substances. Plant biostimulants (such as amino acids and HAs) in DOM improved energy metabolism and carbohydrate storage in rice seedlings by upregulating the “starch and sucrose metabolism” pathways. Toxic substances (such as pyrrole, pyridine, and melanoidin) in DOM can activate cell walls formation to inhibit abiotic stimuli in rice seedlings through the biosynthesis of phenylpropanoid pathway. These findings provide a theoretical basis for optimizing sludge hydrothermal humification and recovering high-quality liquid fertilizers.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
shlw发布了新的文献求助10
1秒前
奥里给完成签到 ,获得积分10
9秒前
活ni的pig完成签到 ,获得积分10
11秒前
科研打工人完成签到,获得积分10
18秒前
细心的向日葵完成签到,获得积分10
20秒前
细雨听风完成签到,获得积分10
21秒前
卓诗云发布了新的文献求助10
21秒前
熊如懿小主完成签到 ,获得积分10
23秒前
anna521212完成签到 ,获得积分10
25秒前
yangy115完成签到,获得积分10
26秒前
卓诗云完成签到,获得积分10
33秒前
乐乐应助shlw采纳,获得10
35秒前
36秒前
ZHX完成签到 ,获得积分10
36秒前
山雀完成签到,获得积分10
36秒前
吉以寒发布了新的文献求助10
40秒前
黑粉头头完成签到,获得积分10
45秒前
xcwy完成签到,获得积分10
46秒前
zcbb完成签到,获得积分10
46秒前
bgt完成签到 ,获得积分10
46秒前
林夕完成签到 ,获得积分10
46秒前
vv完成签到 ,获得积分10
46秒前
Wang完成签到,获得积分10
48秒前
jhcraul完成签到,获得积分10
51秒前
TTDY完成签到 ,获得积分10
57秒前
孙尧芳完成签到 ,获得积分10
59秒前
不安士晋完成签到,获得积分10
59秒前
萨格完成签到 ,获得积分10
1分钟前
凉面完成签到 ,获得积分10
1分钟前
鞘皮完成签到,获得积分10
1分钟前
文与武完成签到 ,获得积分10
1分钟前
你在教我做事啊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
jiaozitop完成签到,获得积分10
1分钟前
小呆瓜与鱼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
醒醒完成签到 ,获得积分10
1分钟前
缘分完成签到,获得积分10
1分钟前
夏之完成签到,获得积分10
1分钟前
Ruuo616完成签到 ,获得积分10
1分钟前
大饼子圆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
歯科矯正学 第7版(或第5版) 1004
The late Devonian Standard Conodont Zonation 1000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 1000
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
Zeitschrift für Orient-Archäologie 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3239043
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2884330
关于积分的说明 8232969
捐赠科研通 2552367
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1380706
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 649071
邀请新用户注册赠送积分活动 624787