近日，澳门永利全部网址李默老师在Water Research（环境科学与生态类一区，IF 13.4）发表了题为“New insights into the transformation of effluent organic matter during Fe(II)-assisted advanced oxidation processes: Parallel factor analysis coupled with self-organizing maps”的研究论文（DOI:10.1016/j.watres.2022.118789）。该文探究了基于三维荧光光谱结合平行因子分析及自组织映射（EEM-PARAFAC-SOM）的机器学习手段污水厂出水有机物（EfOM）在亚铁辅助的紫外基高级氧化过程中的转化行为。
污水厂出水含有丰富的出水有机物(EfOM)，其对污水深度处理设施、受纳水体及水生生物造成潜在风险。用于去除EfOM的污水深度处理技术被广泛报道，如混凝、生物滤池、高级氧化技术。其中紫外基高级氧化技术在实际工程中有很大优势，但较长的反应时间导致电耗较高。通过添加少量Fe(II)可大大缩短反应时间，并提高氧化剂利用效率，此外紫外也可促进Fe(II)/Fe(III)的有效循环，二者产生协同效应。在不同氧化反应体系中EfOM组分降解规律存在差异，需要进行深入探究。
图1 通过PARAFAC鉴定出的四个荧光组分及其相对含量
荧光光谱是跟踪EfOM演变的有效工具，利用PARAFAC对EfOM的重叠荧光信号去卷积化，最终获得四种荧光成分及其最大荧光强度（Fmax），包括类腐殖质、微生物源腐殖质、大分子富里酸和色氨酸有机物。
图2 基于PARAFAC组分百分比的SOM图
从最佳匹配单元图（BMU）可以发现样本主要聚集在三个区域。通过叠加BMU和组分面，可以直观地看到不同组分的降解顺序。类腐殖质Fmax%在UV/Fe(II)/H2O2体系中比在UV/Fe(II)/PS体系中增加的多，表明其反应活性比其他三种组分都要弱。微生物源腐殖质和大分子富里酸的Fmax%下降意味着其在UV-AOPs中易被降解，而SO·4-显示出比·OH更高的反应活性。类色氨酸有机物在UV/Fe(II)/H2O2氧化后下降，但在UV/Fe(II)/PS处理后上升，表明该类物质在UV/Fe(II)/H2O2过程中更易去除。
该工作重点揭示了EfOM组分在不同氧化体系中的降解规律及转化行为，并对Fe(II)辅助的高级氧化过程中亚铁离子的作用及失活原因进行了剖析。研究结果可为预氧化调控超滤过程中的膜污染问题提供借鉴意义，也可作为污水深度处理技术控制后续回用水输配系统中残余有机物的负面效应。
李默，博士/讲师，研究方向为污水深度处理技术与再生水水质安全评价。在《Water Research》、《Chemosphere》等期刊发表学术论文7篇，获第三届全国水处理与回用学术会议全国优秀中文论文奖（2019年）、第七届澳门永利全部网址青年教师教学竞赛二等奖（2021年）。（供稿：环境工程系）
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135422007424
