规模化养猪业的不断发展，造成大量养殖废水的集中无序排放，导致猪场周边水体环境受到严重的污染和破坏。通常，猪场废水中养分主要以可溶性有机物（dissolved organic matter，DOM）的形态存在，且主要参与了水体中养分的生物地球化学循环，其环境行为具有一定的重要性。因此，有必要系统研究猪场废水中DOM的组成及转化特征，结果可为实现猪场养殖废弃物的科学管理和综合治理提供一定的理论依据。　　基于三维荧光(3DEEM)和平行因子分析（PARAFAC）技术，本文通过调查选择江西省余江县8个不同养殖规模猪场（年出栏量2000-24000头），采集自然氧化塘内的废水，研究猪场间废水DOM组成差异及其主要驱动因子。同时，采集5个不同猪场排放的新鲜废水，通过布置室内恒温（28℃，60天）培养试验，模拟猪场废水中有机物降解过程，研究DOM组成与结构的转化规律，以及讨论DOM组成与废水中微生物群落代谢功能间的相互关系。此外，本文还研究浮水植物（青萍、紫背浮萍和大薸）处理对猪场废水中DOM组成及其荧光特性的影响，以及猪场废水在排入人工湿地系统后水体中DOM组成的空间变异。以下是相关研究的主要结论:　　在自然氧化塘内，猪场废水中DOM主要包括类色氨酸组分、类酪氨酸组分以及类腐殖质组分。对于所有的废水样品，DOM组成均以类色氨酸组分为主，所占比例为48.8％-60.9％，而类酪氨酸和类腐殖质组分比例分别为5.4％-31.5％和9.4％-44.6％。整体而言，随着猪场养殖规模的增加，类蛋白质组分比例逐渐降低，而类腐殖质组分比例逐渐增加。线性拟合结果表明，类色氨酸与类酪氨酸组分呈显著正相关(R2=0.285，p＜0.05)，而与类腐殖质组分呈极显著负相关(R2=0.577，p＜0.001)。在荧光特性中，废水DOM生物活性指数(BIX)与腐殖化指数(HIX)呈极显著负相关（R2=0.946，p＜0.001），即随着DOM腐殖化程度或稳定性的增加，微生物活性有所降低。此外，猪场废水中腐殖质组分以陆生性来源有机物为主。冗余分析(RDA)结果表明，可溶性有机碳(DOC)和碳氮比(C/N)是猪场废水中DOM组成差异形成的主要驱动因子。　　当培养试验结束时，所有猪场废水样品中DOC和可溶性总氮(TDN)浓度分别平均降低（58.2％±30.4％）和（49.2％±38.7％），而可溶性总磷(TDP)平均增加（141.5％±43.0％）。在培养过程中，猪场废水中共识别了4个DOM荧光组分，分别是类酪氨酸组分、类色氨酸组分、类富里酸组分和类胡敏酸组分，且初始样品中DOM组成均以类蛋白质组分（类酪氨酸和类色氨酸）为主。随着培养天数的增加，废水中类蛋白质组分相对含量平均降低了（83.2％±24.7％），且满足指数衰减模型(p＜0.001)。当培养至20天时，猪场废水中类富里酸和类胡敏酸相对含量分别达到最大值（2.9±1.1，1.5±0.5），而类酪氨酸和类色氨酸组分含量则接近最低值（1.1±0.8，1.4±1.0）。在培养60天后，猪场废水中HIX指数平均增加（104.7％±75.4％），而微生物群落代谢功能多样性平均降低（41.9％±8.2％），且羧酸类成为最主要的碳源利用类型（53.6％±8.6％）。RDA分析结果表明，微生物群落代谢功能分别与废水中NH+-N（R2=0.692，p＜0.001）、DOC(R2=0.651，p＜0.01)、类色氨酸（R2=0.646，p＜0.001）、TDP(R2=0.510，p＜0.01)和类胡敏酸（R2=0.343，p＜0.05）显著相关。可见，猪场废水中微生物群落代谢功能演变与DOM组成变化间存在一定关系。　　与此同时，采用冷冻干燥获得不同培养时期猪场废水DOM的固体样品，并与溴化钾（光谱纯）充分混匀制成薄片，利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪采集DOM样品的红外谱图，研究培养过程中废水DOM的结构演变动态。研究发现，不同来源的猪场废水中DOM具有类似的结构组成，且主要包括蛋白质、脂质类、腐殖酸、多糖类和酚类等化合物。随着培养天数的增加，废水中脂质类和蛋白质类官能团相对含量逐渐降低，而腐殖酸和多糖类官能团比例逐渐增加。主成分分析结果表明，当培养至20天，DOM结构组成以腐殖酸和多糖类官能团为主，表明DOM的腐殖化程度有所提高。经过红外二维相关分析发现，与纤维素分子内氢键缔合的羟基OH相比，纤维素分子间氢键缔合的羟基OH变化速率相对更快，而以前者对微生物降解的响应更敏感;此外，废水DOM以酚羟基C-O的变化速率最快，其次是芳香族COOH、糖类C-O和酰胺羰基C=O，而糖类C-O倾向于优先被微生物降解。可见，猪场废水中不同类型DOM组分结构在培养过程中的变化存在一定差异。　　在人工温室内，选取青萍（Lemna minor）、紫背浮萍（Spriodela polyrrhiza）和大薸（Pistia stratiotes）三种浮水植物，置于年出栏量为24000头的猪场废水中生长，研究浮水植物处理对猪场废水中DOM组成及其荧光特性的影响。与大薸相比，浮萍科植物生物量的相对增长速率更快，而大薸生物量和养分日累积量更大。随着试验天数的增加，浮水植物处理猪场废水DOC、总氮(TN)和总磷(TP)去除率分别达到75％、90％和80％以上，且明显高于对照。在猪场废水中，DOM组分主要包括类色氨酸、类富里酸和类胡敏酸。试验初期，猪场废水DOM组成以类色氨酸组分为主。在整个试验过程中，类色氨酸组分比例呈显著降低的趋势，而类富里酸和类胡敏酸组分比例逐渐增加。与对照相比，种植浮水植物显著降低废水中类蛋白质组分比例(p＜0.01)，而提高类胡敏酸组分比例(p＜0.01);此外，浮水植物处理还降低废水DOM的BIX指数，而增加微生物性来源类腐殖质组分的比例。可见，浮水植物不仅提高猪场废水中有机养分的去除效率，而且有利于DOM腐殖化程度的增加。　　利用运行良好的人工湿地系统，研究猪场废水排入后湿地系统田面水中有机物浓度及DOM组成的空间变异。随着采样点离进水口距离的增加，水体中化学需氧量(COD)、DOC和TP浓度不断增加，而TN和NH4+-N浓度则逐渐降低。在所有的湿地植物中，美人蕉具有最大的生物量（19.3 kg·m-2，鲜重）和含水量(87.9％)，而单位干重梭鱼草中TN和TP养分含量最高，分别达到29.1 g·kg-1和3.3 g·kg-1。在湿地水体中，DOM荧光组分主要包括类富里酸、类色氨酸和类胡敏酸，且以类富里酸组分含量最高。除TN和NO3--N外，各DOM组分最大荧光强度与其余有机物浓度间均存在极显著的相关关系。整体而言，随着采样点距离的增加，水体中类富里酸和类色氨酸组分比例逐渐降低，而类胡敏酸组分比例逐渐增加。此外，特征紫外吸光度（SUVA254）分别与类富里酸和类色氨酸组分比例呈极显著或显著负相关（R2=0.139，p＜0.01;R2=0.05，p＜0.05），而与类胡敏酸组分呈极显著正相关（R2=0.478，p＜0.001），表明湿地水体中活性DOM主要取决于类富里酸和类色氨酸组分所占的比重。同时，从样点S1到S5，田面水中DOM的HIX指数呈逐渐增加的趋势，而BIX指数和腐殖质来源指数(FI370)逐渐降低。可见，人工湿地中DOM组成特征的形成，不仅受有机物迁移转化过程的影响，而且还可能与水体中微生物群落对DOM的降解和改造作用有关。　　综上所述，规模化猪场废水中DOM组分以类蛋白质和类腐殖质两大类为主，且类蛋白质是初始样品中主要的荧光组分。随着有机物质的不断降解或迁移转化，类蛋白质组分比例显著降低，而类腐殖质组分比例逐渐增加。与此同时，随着DOM腐殖化程度的增加，猪场废水中微生物群落代谢活性及其功能多样性有所降低，即DOM组成转化与微生物群落功能演变存在密切关系;而且，二者的相互作用共同决定猪场废水排放的环境污染风险。