發(fā)布時間：2017-12-09 04:27

  本文關(guān)鍵詞：紫外光解加速磺胺嘧啶（SD）生物降解的機理

  更多相關(guān)文章： 磺胺嘧啶 紫外光解 生物降解 中間產(chǎn)物 電子供體

【摘要】：磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)作為一種重要的抗生素類藥物,是由嘧啶環(huán)和苯環(huán)構(gòu)成的是一種含氮、硫的雜環(huán)化合物,是磺胺類藥物的代表,屬于較難生物降解的化合物。由于該類藥物使用量較大,每年都有大量藥物進入環(huán)境系統(tǒng)中,給自然環(huán)境,尤其是水環(huán)境系統(tǒng)帶來不利的影響。因此對含磺胺類廢水的處理研究日益受到重視。目前大多數(shù)城市生活污水處理廠均以活性污泥法為主,其主要功能以去除氨氮、TP、COD或BOD為主,缺乏對藥物活性組分有效的去除功能。因此,一旦污水處理系統(tǒng)遭遇到類似嘧啶藥物組分這類具有對微生物強抑制性成分的排入,輕者導(dǎo)致污水處理效率的下降,重者則導(dǎo)致整個活性污泥系統(tǒng)的崩潰。而采用有效的處理方法緩解磺胺嘧啶藥物對微生物的抑制性,加速其在環(huán)境水體中的降解速度,以避免對人類自身產(chǎn)生危害具有重要的實際意義。目前的研究發(fā)現(xiàn),針對磺胺類藥物廢水,化學(xué)氧化法處理效率較高,但降解不徹底,還可能生成對環(huán)境有不利影響的中間產(chǎn)物。而單一的生物法降解效率低,還往往受到生物抑制導(dǎo)致生物活性下降。而通過紫外光解或光催化方法作為生物方法的預(yù)處理,可以明顯地提高磺胺藥物可生化性,并提高它們的降解速率。本實驗深入探討紫外光促進SD生物降解的原因和機理,通過分級動力學(xué)描述SD降解情況,分析紫外光照射下的中間產(chǎn)物的生成,探究SD的光解途徑,尤其是在生物降解過程中,以中間產(chǎn)物作為內(nèi)源電子供體時,基于電子流分布的原理對比不同中間產(chǎn)物是否對SD的生物降解產(chǎn)生影響。根據(jù)已有的文獻,探究外源電子對SD生物降解的促進作用,并試圖深入探究電子流向和分配情況。結(jié)果表明:(1)通過不同紫外光強下,對比SD的降解速率,通過分級動力學(xué)模型,符合0.6級動力學(xué),Pearson系數(shù)均在0.99以上,擬合情況較好。當(dāng)紫外光強度從0.3 m W/cm2逐步增加到0.45 m W/cm2、0.6 m W/cm2和0.9 m W/cm2時,SD的降解速率分別增加了29%、120%和238%。較強的紫外光能夠明顯加速磺胺嘧啶(SD)的降解,這樣有利于節(jié)省實驗時間,加快實驗進程,節(jié)省能源等,也為后續(xù)實驗找出最佳光照強度。(2)根據(jù)文獻,光照實驗取樣結(jié)果分析檢測和物料平衡的計算,給出光解途徑,通過高效液相色譜,定量測出兩種主要的中間產(chǎn)物:對氨基苯磺酸(paminobenzenesulfonic acid,4-ABS)和二氨基嘧啶(2-aminopyrimidine,2-AP),驗證了光解途徑,同時分析了光解過程中,N和S的脫除。發(fā)現(xiàn)S基本以離子形式完全脫除,進一步驗證了光解途徑。(3)三組模擬實驗:2-AP+SD;4-ABS+SD;2-AP+4-ABS+SD,結(jié)果通過動力學(xué)模型描述,對比發(fā)現(xiàn)2-AP減緩了SD生物降解,而4-ABS則明顯加速了生物降解,說明2-AP與SD類似,都存在對微生物的抑制作用,而光解后促進SD生物降解的原因是由于4-ABS的生成。(4)根據(jù)已有的研究成果,推測外源電子在生物降解過程中的加速作用,以4-ABS為主要研究對象,通過物料平衡與電子平衡,推測SD光催化/生物耦合降解途徑。通過實驗證明,由于SD的初始反應(yīng)速率是單加氧反應(yīng),提高電子供體的濃度可以明顯提高SD的生物降解速率。紫外光解之所以可以提高SD的生物降解速率是因為生成的4-ABS可以在生物反應(yīng)時,釋放出電子供體,從而加速了SD的生物降解速率。且SD的生物反應(yīng)與電子當(dāng)量數(shù)成正比。綜上所述,通過光解后的磺胺嘧啶不僅可使微生物的抑制性得到緩解,同時可以有效提高磺胺嘧啶的降解速率,通過深入探討SD在紫外照射下的降解,了解其光解和生物降解的途徑及不同,為更好降解磺胺嘧啶及類似難降解有機物提供經(jīng)驗和理論參考。
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;垃圾生物降解轉(zhuǎn)化技術(shù)獲新進展[J];化工管理;2000年05期

2 楊謙,Kasem Soytong;城市生活垃圾中易堆腐物的生物降解初步研究[J];環(huán)境衛(wèi)生工程;2000年03期

3 奇貨;解密生物降解[J];中國科技信息;2002年10期

4 周波;;有機廢渣生物降解的研究與應(yīng)用[J];化工時刊;2006年12期

5 時克軒;;能源與環(huán)境科普知識系列 生物降解[J];中國石化;2008年02期

6 王潤歡;蔡磊明;王捷;王穎;趙玉艷;;新的化合物生物降解方法——密閉瓶二氧化碳法[J];農(nóng)藥;2008年09期

7 齊向陽;周波;;土壤有機廢渣的生物降解研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年12期

8 杜倩;楊親正;;水中陰離子表面活性劑生物降解的研究進展[J];廣州化工;2012年09期

9 龐春安;國外生物降解薄膜的研究進展[J];精細(xì)化工;1987年06期

10 吳省三;化學(xué)分散原油的生物降解[J];海洋學(xué)報(中文版);1992年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳波水;張楠;孫霞;;脂肪�；被岽龠M潤滑油生物降解的作用及機制研究[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第一卷）[C];2011年

2 嚴(yán)超;;化學(xué)品的降解性及其預(yù)測方法[A];中國毒理學(xué)會第六屆全國毒理學(xué)大會論文摘要[C];2013年

3 季宇彬;范玉奇;李文蘭;王艷萍;;鄰苯二甲酸酯類化合物生物降解的研究[A];中國環(huán)境保護優(yōu)秀論文集（2005）（下冊）[C];2005年

4 Ahmad Sabzali;Mitra Gholami;M.A.Sadati;馬麗穎;;培養(yǎng)基組成成分的改變可增強苯的生物降解[A];第八屆全國綠色環(huán)保肥料（農(nóng)藥）新技術(shù)、新產(chǎn)品交流會論文集[C];2009年

5 石旭東;甘志華;;生物降解高分子微球的改性研究[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集——主題I：生物高分子與天然高分子[C];2013年

6 周淑云;謝明;萬方浩;丁偉;應(yīng)飛;;國內(nèi)毒死蜱農(nóng)藥生物降解研究新進展[A];農(nóng)業(yè)生物災(zāi)害預(yù)防與控制研究[C];2005年

7 程波財;馬倩;熊凱華;葉若松;魏華;;脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的生物降解研究進展[A];中國菌物學(xué)會第四屆會員代表大會暨全國第七屆菌物學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2008年

8 王建龍;錢易;;合成有機化合物在天然和人工水環(huán)境的生物降解[A];微生物實用技術(shù)生態(tài)環(huán)境應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

9 晏濤;王曉星;趙小蓉;張麗萍;黃應(yīng)平;;生物降解苯胺和鄰苯二胺[A];中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集（第二卷）[C];2009年

10 宋蕾;王慧;施漢昌;;多取代氯苯生物降解分子機制及其調(diào)控規(guī)律的研究[A];第十次全國環(huán)境微生物學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 李敏 通訊員 陳彥華;同匯生物降解：開啟綠色環(huán)保新生活[N];承德日報;2014年

2 通訊員 周曉燕;八十七團推廣生物降解膜800畝[N];兵團日報(漢);2009年

3 本報記者　 王一娟 實習(xí)生 李冰;生物降解新材料真“金”尚待人識[N];經(jīng)濟參考報;2006年

4 陳希榮;生物降解包裝材料的研究[N];中國包裝報;2007年

5 中國包裝聯(lián)合會紙委會專家委員會主任 陳希榮;全生物降解包裝材料的研究與應(yīng)用[N];中國包裝報;2010年

6 通訊員巴雅;貝鄉(xiāng)4000畝作物使用降解膜種植[N];博爾塔拉報(漢);2011年

7 陳宜勇 丁悅;古城煤礦：生物降解提水質(zhì)[N];中國煤炭報;2014年

8 羅大鈞;可生物降解包裝材料專利大有“錢”途[N];中國知識產(chǎn)權(quán)報;2005年

9 特約記者 顧定槐;自主技術(shù)生物降解薄膜產(chǎn)業(yè)化[N];中國化工報;2012年

10 陳慶華;醫(yī)藥用生物降解聚合物應(yīng)用進展[N];中國醫(yī)藥報;2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐鵬;煤氣廢水雜環(huán)與多環(huán)芳烴化合物生物降解及抑制性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 朱亮;生物降解微生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D];河海大學(xué);2004年

3 呂劍;廢水中壬基酚聚氧乙烯醚生物降解行為研究[D];上海交通大學(xué);2008年

4 秦勇;表面活性劑好氧初級生物降解研究[D];太原理工大學(xué);2006年

5 夏鳳毅;鄰苯二甲酸酯生物降解性研究[D];浙江大學(xué);2002年

6 趙渝;芳香烴生物降解途徑蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];華東師范大學(xué);2007年

7 黃文典;河流懸移質(zhì)對污染物吸附及生物降解影響試驗研究[D];四川大學(xué);2005年

8 黎娜;雙酚A在表層沉積物主要組分上的吸附及其生物降解規(guī)律研究[D];吉林大學(xué);2008年

9 賈凌云;多氯聯(lián)苯降解菌的篩選及其降解性能研究[D];大連理工大學(xué);2008年

10 李東艷;砂土中柴油遷移土柱實驗與反硝化條件下苯生物降解微環(huán)境實驗研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2000年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董涵;膠州灣河口底泥來源真菌對壬基酚的生物降解研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

2 張也;可生物降解聚乳酸膜的改性研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2016年

3 李婷婷;光催化-生物降解直接耦合處理TCH廢水的行為及生物響應(yīng)的研究[D];吉林大學(xué);2016年

4 潘宏偉;聚對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇酯(PBAT)生物降解膜的制備及性質(zhì)研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2016年

5 顧麗鵬;可溶性有機質(zhì)影響微生物對類固醇雌激素降解機制的研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

6 楊超;吡啶生物降解過程中的電子流分布及生物降解動力學(xué)參數(shù)的求解[D];上海師范大學(xué);2016年

7 湯楹霞;電子在加速吡啶和鄰苯二甲酸二甲酯生物降解中的作用[D];上海師范大學(xué);2016年

8 劉辛悅;紫外光解加速磺胺嘧啶（SD）生物降解的機理[D];上海師范大學(xué);2016年

9 李豪;生物降解膜對棉花生長發(fā)育影響的研究[D];石河子大學(xué);2016年

10 丁鳳友;幾種分散染料的生物降解特性研究[D];東華大學(xué);2016年

，

本文編號：1269092