本文關鍵詞：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)系列反應可導致活性氧的形成,因此可將藻類光化學形成的活性氧降解水中有機污染物。但是,典型活性氧(如·OH、1O2)在含藻水中的形成特性和機制還尚不清晰。這部分研究內(nèi)容的缺失,不利于對藻類光化學降解有機污染物的整體認識和機理的探究與實際運行的調(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)作為研究對象,探討了光引發(fā)藻形成·OH和1O2特性,并對光引發(fā)藻類降解諾氟沙星效能及降解路徑進行初步分析。主要工作和結論如下:1.研究了光引發(fā)藻形成·OH多因子的影響機制。結果表明,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氧化降解有機物較佳pH值,光照強度越大產(chǎn)生?OH增多,最適宜溫度為25 oC,熱預處理不利于·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多因子的影響機制。結果表明,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)境下可光化學形成大量的1O2。光照強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)與藻細胞數(shù)量呈正相關性。適宜反應溫度為25 oC,pH為7時1O2形成量處于較高水平。熱預處理微藻液不利于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形成起始速率的動力學模型符合冪函數(shù)關系,動力學模型分別為: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。結果表明,光引發(fā)藻產(chǎn)生活性氧與藻細胞中的色素(葉綠素和類胡蘿卜素)具有一定的關聯(lián)性,色素含量的高低影響著活性氧產(chǎn)生量。熱處理后的藻細胞理化結構存在明顯變化,活性自由基產(chǎn)生量降低。藻細胞分泌物含有糖類(葡萄糖、木糖、阿拉伯糖)和小分子酸類(檸檬酸、蘋果酸、乳酸)。微藻液中光化學形成1O2路徑包括藻細胞中Chl、細胞分泌物DOM以及藻細胞中P經(jīng)系列反應產(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制。結果表明,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降解,即紫外光輻射下藻液形成具有強氧化性的活性自由基,最終氧化降解諾氟沙星。
【關鍵詞】：光輻射 淡水藻 典型活性氧 諾氟沙星 光降解
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 化學法10-11
• 1.1.3 生化法11-12
• 1.2 藻在水污染控制中應用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 藻類生物技術的應用14-16
• 1.3 藻類的光化學行為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 藻類光化學轉(zhuǎn)化污染物的研究進展18-20
• 1.4.1 藻類光化學轉(zhuǎn)化有機污染物18-19
• 1.4.2 藻類光化學轉(zhuǎn)化重金屬19-20
• 1.4.3 藻類光化學轉(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 實驗方法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 光照強度的影響30-31
• 2.5.5 溫度的影響31-32
• 2.5.6 預處理的影響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 混合藻液預處理的影響37-38
• 2.7 本章小結38-39
• 第三章 微藻液中光化學形成單線態(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 活性氧與色素的關聯(lián)性53-54
• 4.4 藻細胞紅外分析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 實驗方法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 光照強度的影響67-68
• 5.3.6 藻預處理的影響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71-72
• 第六章 結論與展望72-74
• 6.1 結論72-73
• 6.2 展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻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：1050912