深共熔溶剂调控白酒废渣堆肥中磷生物有效性及溶解性有机质动态的机制研究

《Journal of Environmental Management》：Regulating phosphorus bioavailability and dissolved organic matter dynamics through deep eutectic solvent addition in distillery waste composting

本文系统探讨了深共熔溶剂（DES）在白酒废渣（脱水污泥与酒糟）好氧堆肥过程中对磷（P）形态转化、溶解性有机质（DOM）特性及微生物群落的重塑作用。研究表明，DES（氯化胆碱-乙二醇/柠檬酸）通过直接效应和间接调控堆肥理化性质与微生物活性，显著提升磷生物有效性（最高达99.49%），促进有机磷（OP）向无机磷（IP）转化，且不影响堆肥腐熟度（符合GI标准）。该研究为有机废弃物资源化及磷回收提供了绿色高效的解决方案。

　　

Highlight

堆肥材料

本次堆肥实验的原料来自中国安徽省亳州市某白酒蒸馏厂的白酒脱水污泥（WDS）和酒糟（DGs）。WDS经过板框压滤机机械过滤后呈饼状固体，使用前人工粉碎并室温保存。将氯化胆碱（ChCl）与乙二醇（EG）或柠檬酸（CA）分别按1:1和2:1的摩尔比混合，在80°C油浴中磁力搅拌制备DES。

Physicochemical properties and maturity evaluation

温度是堆肥性能的主要指标，所有实验组均呈现四个典型阶段（图1a）：（1）升温期，（2）高温期，（3）降温期，（4）腐熟期。三组堆体均维持在50°C以上超过5天，其中T1和T2组比对照组（CK）多持续1天，满足堆肥标准中对有效灭菌（50–55°C维持5–7天）的要求。至第30天，温度稳定至接近环境温度，表明堆肥进入深度腐熟阶段。

Conclusions

本研究揭示了DES在白酒废渣（WDS与DGs）共堆肥过程中对磷形态转化的调控机制。结果表明，DES强化堆肥体系实现了废弃物的高效资源化。经过30天堆肥，各处理组磷的生物有效性均显著提升，其中DES添加组T1和T2分别达到99.49%和67.17%，优于对照组CK（49.46%）。同时，发芽指数（GI）证实所有堆肥产品均符合腐熟标准，DES的加入未对堆肥质量产生负面影响。

CRediT authorship contribution statement

胡杰：原始草稿撰写、方法论、数据整理、概念化；翟云波：审阅与编辑、监督、项目管理、资金获取；梁发深：审阅与编辑、形式分析；刘丽明：审阅与编辑、数据整理；杨飘：审阅与编辑、验证、数据整理；黄程：验证、数据整理；侯长兰：验证、数据整理；迟璇：数据整理；何鸿逵：验证；徐敏：监督、资金获取、项目管理。

Declaration of competing interest

作者声明不存在任何可能影响本研究成果的已知竞争性财务利益或个人关系。

Acknowledgement

本工作得到湖南省自然科学基金（2024JJ8253）和湖南省生态环境研究项目（HBKYXM-2024010）的资助。