本文關(guān)鍵詞：光引發(fā)藻液形成活性氧及降解諾氟沙星

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【摘要】：藻在光輻射下經(jīng)系列反應(yīng)可導(dǎo)致活性氧的形成,因此可將藻類光化學(xué)形成的活性氧降解水中有機(jī)污染物。但是,典型活性氧(如·OH、1O2)在含藻水中的形成特性和機(jī)制還尚不清晰。這部分研究內(nèi)容的缺失,不利于對(duì)藻類光化學(xué)降解有機(jī)污染物的整體認(rèn)識(shí)和機(jī)理的探究與實(shí)際運(yùn)行的調(diào)控。本文選用淡水中常見的三種藻(小球藻、柱孢魚腥藻、銅綠微囊藻)作為研究對(duì)象,探討了光引發(fā)藻形成·OH和1O2特性,并對(duì)光引發(fā)藻類降解諾氟沙星效能及降解路徑進(jìn)行初步分析。主要工作和結(jié)論如下:1.研究了光引發(fā)藻形成·OH多因子的影響機(jī)制。結(jié)果表明,紫外光引發(fā)三種藻液可以產(chǎn)生大量的?OH,pH值6-7宜作為光引發(fā)藻產(chǎn)生·OH氧化降解有機(jī)物較佳pH值,光照強(qiáng)度越大產(chǎn)生?OH增多,最適宜溫度為25 oC,熱預(yù)處理不利于·OH的產(chǎn)生,超聲處理有利于·OH產(chǎn)生量增加。單種藻懸浮液產(chǎn)生·OH的量小于兩種藻混合液且小于三種藻混合液,光引發(fā)微藻懸浮液產(chǎn)生·OH過程中伴隨著一定量H+的消耗,pH會(huì)隨著·OH產(chǎn)生逐漸增加。2.研究了光引發(fā)藻形成1O2多因子的影響機(jī)制。結(jié)果表明,微藻水溶液暗處環(huán)境下不形成1O2,自然光環(huán)境下可形成少量1O2,紫外光環(huán)境下可光化學(xué)形成大量的1O2。光照強(qiáng)度增加有利于微藻液中1O2的形成。1O2的形成量在一定范圍內(nèi)與藻細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān)性。適宜反應(yīng)溫度為25 oC,pH為7時(shí)1O2形成量處于較高水平。熱預(yù)處理微藻液不利于1O2的形成,其形成量處于低位水平。超聲處理利于1O2的形成。三種藻及混合藻濃度與1O2形成起始速率的動(dòng)力學(xué)模型符合冪函數(shù)關(guān)系,動(dòng)力學(xué)模型分別為:v0=0.03337 Calgae0.1183(小球藻)、v0=0.02005 Calgae0.1456(銅綠微囊藻)、v0=0.06224 Calgae0.1112(魚腥藻)和v0=0.03131 Calgae0.1318(混合藻)。3.研究了典型活性氧形成路徑。結(jié)果表明,光引發(fā)藻產(chǎn)生活性氧與藻細(xì)胞中的色素(葉綠素和類胡蘿卜素)具有一定的關(guān)聯(lián)性,色素含量的高低影響著活性氧產(chǎn)生量。熱處理后的藻細(xì)胞理化結(jié)構(gòu)存在明顯變化,活性自由基產(chǎn)生量降低。藻細(xì)胞分泌物含有糖類(葡萄糖、木糖、阿拉伯糖)和小分子酸類(檸檬酸、蘋果酸、乳酸)。微藻液中光化學(xué)形成1O2路徑包括藻細(xì)胞中Chl、細(xì)胞分泌物DOM以及藻細(xì)胞中P經(jīng)系列反應(yīng)產(chǎn)生,·OH形成路徑則主要包括光合作用色素Chl和胞外分泌物DOM經(jīng)系列反應(yīng)產(chǎn)生。4.研究了光引發(fā)藻降解諾氟沙星的效能和多因子機(jī)制。結(jié)果表明,弱酸性或中性、25 oC為藻類適宜生存環(huán)境,最有利于諾氟沙星的光降解,22 W紫外燈照射反應(yīng)60 min后,三種藻液中諾氟沙星的降解率分別約為30.99%、23.78%、19.01%。含藻液中諾氟沙星主要降解路徑為光化學(xué)降解,即紫外光輻射下藻液形成具有強(qiáng)氧化性的活性自由基,最終氧化降解諾氟沙星。
【關(guān)鍵詞】：光輻射 淡水藻 典型活性氧 諾氟沙星 光降解
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X173;X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 水污染控制方法9-12
• 1.1.1 物理法9-10
• 1.1.2 化學(xué)法10-11
• 1.1.3 生化法11-12
• 1.2 藻在水污染控制中應(yīng)用12-16
• 1.2.1 藻的概述12-13
• 1.2.2 藻類在水處理中的作用13-14
• 1.2.3 藻類生物技術(shù)的應(yīng)用14-16
• 1.3 藻類的光化學(xué)行為16-18
• 1.3.1 過氧化氫16-17
• 1.3.2 單線態(tài)氧17
• 1.3.3 超氧陰離子17
• 1.3.4 羥自由基17-18
• 1.4 藻類光化學(xué)轉(zhuǎn)化污染物的研究進(jìn)展18-20
• 1.4.1 藻類光化學(xué)轉(zhuǎn)化有機(jī)污染物18-19
• 1.4.2 藻類光化學(xué)轉(zhuǎn)化重金屬19-20
• 1.4.3 藻類光化學(xué)轉(zhuǎn)化污染物存在的問題20
• 1.5 研究目的和內(nèi)容20-22
• 1.5.1 研究目的和意義20
• 1.5.2 研究內(nèi)容20-22
• 第二章 光引發(fā)微藻懸浮液產(chǎn)生羥自由基22-39
• 2.1 引言22
• 2.2 材料與方法22-23
• 2.2.1 試劑22
• 2.2.2 儀器22-23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法23-24
• 2.3.1 培養(yǎng)基配制23-24
• 2.3.2 藻的培養(yǎng)與預(yù)處理24
• 2.4 分析方法24-26
• 2.4.1 ·OH的分析24-25
• 2.4.2 苯酚標(biāo)曲25-26
• 2.4.3 取樣分析26
• 2.5 單一藻液產(chǎn)生·OH26-33
• 2.5.1 ·OH形成初探26-27
• 2.5.2 藻濃度的影響27-28
• 2.5.3 pH的影響28-30
• 2.5.4 光照強(qiáng)度的影響30-31
• 2.5.5 溫度的影響31-32
• 2.5.6 預(yù)處理的影響32-33
• 2.6 混合藻液產(chǎn)生·OH33-38
• 2.6.1 混合藻液形成·OH初探33-34
• 2.6.2 混合藻液濃度的影響34-35
• 2.6.3 混合藻液pH的影響35-36
• 2.6.4 混合藻液溫度的影響36-37
• 2.6.5 混合藻液預(yù)處理的影響37-38
• 2.7 本章小結(jié)38-39
• 第三章 微藻液中光化學(xué)形成單線態(tài)氧的特性39-51
• 3.1 引言39
• 3.2 材料與方法39-41
• 3.2.1 材料設(shè)備39
• 3.2.2 藻類培養(yǎng)39
• 3.2.3 ~1O_2的分析39-41
• 3.3 微藻液形成 ~1O_241-47
• 3.3.1 ~1O_2的形成初步分析41-42
• 3.3.2 光照強(qiáng)度的影響42-43
• 3.3.3 藻濃度和溫度的影響43-45
• 3.3.4 pH的影響45
• 3.3.5 預(yù)處理的影響45-47
• 3.4 ~1O_2的形成初始速率47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 典型活性氧形成路徑的初步分析51-61
• 4.1 引言51
• 4.2 材料與方法51-53
• 4.2.1 材料設(shè)備51-52
• 4.2.2 藻類培養(yǎng)52
• 4.2.3 色素的分析52
• 4.2.4 傅立葉紅外分析52
• 4.2.5 離子色譜分析52
• 4.2.6 高效液相色譜分析52-53
• 4.3 活性氧與色素的關(guān)聯(lián)性53-54
• 4.4 藻細(xì)胞紅外分析54-56
• 4.5 藻分泌物紅外分析56-57
• 4.6 藻分泌物主要組分分析57-59
• 4.6.1 糖類定性分析57-58
• 4.6.2 小分子酸定性分析58-59
• 4.7 活性氧形成路徑分析59-60
• 4.7.1 ~1O_2形成路徑59-60
• 4.7.2 ·OH形成路徑60
• 4.8 本章小結(jié)60-61
• 第五章 含藻水中諾氟沙星的光降解61-72
• 5.1 引言61
• 5.2 材料和方法61-62
• 5.2.1 材料與儀器61
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法61-62
• 5.2.3 分析方法62
• 5.3 含藻水中諾氟沙星光降解62-71
• 5.3.1 諾氟沙星光降解初步研究62-64
• 5.3.2 藻濃度的影響64-65
• 5.3.3 pH的影響65-66
• 5.3.4 溫度的影響66-67
• 5.3.5 光照強(qiáng)度的影響67-68
• 5.3.6 藻預(yù)處理的影響68-70
• 5.3.7 諾氟沙星初始濃度的影響70-71
• 5.4 含藻水中諾氟沙星降解路徑初步分析71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 附錄：作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文80

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本文編號(hào)：1050912