【摘要】：近年來(lái),隨著工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展,河道底泥污染和由底泥導(dǎo)致的水體的二次污染受到越來(lái)越多的關(guān)注。雙酚A是常見(jiàn)的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物,對(duì)人和其他生物體的生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和胚胎發(fā)育等都存在毒性和危害。因?yàn)槠涔I(yè)和生活上的應(yīng)用之廣,隨著物質(zhì)循環(huán),有不少研究報(bào)道顯示,中國(guó)多地水域中出現(xiàn)了雙酚A。傳統(tǒng)的方法雖也能去除水體中的雙酚A,但各有其弊端。本研究通過(guò)采用一種新穎的方法對(duì)受雙酚A污染的河道底泥進(jìn)行處理,得到了較好的成效。該方法是將Fenton技術(shù)與添加黃孢原毛平革菌相結(jié)合。本研究主要內(nèi)容如下:(1)傳統(tǒng)的Fenton技術(shù)反應(yīng)適宜在酸性條件下進(jìn)行,本研究為了破除這一限制,加入β-環(huán)糊精(β-CD)來(lái)提高Fenton反應(yīng)效率。首先對(duì)單獨(dú)Fenton技術(shù)條件進(jìn)行優(yōu)化,在液態(tài)基質(zhì)中進(jìn)行。設(shè)定FeSO_4添加量,Fe~(2+)/H_2O_2、β-CD添加量為三個(gè)變量,進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。優(yōu)化順序按FeSO_4添加量、Fe~(2+)/H_2O_2、β-CD添加量進(jìn)行。得到的三個(gè)變量的最佳值依次為:FeSO_4添加量(270 mmol/L):0.5 mL,Fe~(2+)/H_2O_2:1:4(v/v),β-CD添加量(13 mmol/L):1 mL。(2)Fenton技術(shù)(反應(yīng)條件采用優(yōu)化實(shí)驗(yàn)所得的最佳值)用于與黃孢原毛平革菌聯(lián)合處理含雙酚A的河道底泥。實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:經(jīng)聯(lián)合方法處理后的雙酚A去除率是58.23%,明顯高于單獨(dú)采用Fenton技術(shù)處理的對(duì)照組和單獨(dú)采用黃孢原毛平革菌處理后的對(duì)照組的雙酚A的去除率,分別是14.48%和21.59%。小分子有機(jī)酸對(duì)體系中pH起直接影響作用。草酸濃度在第5~8天達(dá)到最高,與白腐真菌在這一階段生長(zhǎng)活躍有關(guān),在末期,草酸、蘋(píng)果酸、富馬酸的濃度都下降到最低水平,與白腐真菌生長(zhǎng)逐漸衰落有關(guān)。有無(wú)β-環(huán)糊精存在對(duì)雙酚A去除率影響較大,這與β-環(huán)糊精作為螯合劑促進(jìn)Fenton反應(yīng)、作為生物活性物質(zhì)促進(jìn)白腐真菌的生長(zhǎng)有關(guān),進(jìn)而提高底泥中雙酚A的降解效果。(3)為了研究該聯(lián)合方法對(duì)雙酚A的降解率高于兩個(gè)單一處理方法降解率的原因。在28天實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,對(duì)pH、亞鐵離子(Fe~(2+))濃度、過(guò)氧化氫(H_2O_2)濃度、三種有機(jī)酸濃度、木質(zhì)素過(guò)氧化物酶(LiP)酶活、錳過(guò)氧化物酶(MnP)酶活進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。分析結(jié)果表明:在該研究中,Fenton技術(shù)不是作為預(yù)處理或后處理而是有機(jī)的參與到聯(lián)合降解雙酚A的過(guò)程中。聯(lián)合方法處理的效果優(yōu)于單一方法處理。酶活性的變化、Fe~(2+)和小分子有機(jī)酸含量的變化顯示了Fenton技術(shù)和黃孢原毛平革菌處理很可能存在協(xié)同作用。一方面,Fenton試劑的存在刺激了白腐真菌的生長(zhǎng),另一方面,黃孢原毛平革菌產(chǎn)生的有機(jī)酸和H_2O_2能夠促進(jìn)化學(xué)Fenton反應(yīng)進(jìn)行。在降解過(guò)程的初始,Fenton試劑對(duì)降解起主要作用,在后期,真菌對(duì)降解雙酚A起主要作用。二者聯(lián)合處理時(shí)存在一個(gè)生物化學(xué)Fenton反應(yīng)的協(xié)同作用。此外,在β-CD存在的條件下,污染物的降解也高于沒(méi)有β-CD存在時(shí),可能是因?yàn)榄h(huán)糊精類物質(zhì)能與亞鐵離子、污染物形成三元螯合物,從而對(duì)污染物從底泥中的釋放有促進(jìn)作用,進(jìn)而導(dǎo)致污染物降解率增加。本研究采用的聯(lián)合處理方法,其反應(yīng)條件比傳統(tǒng)的Fenton技術(shù)更溫和,反應(yīng)時(shí)間比一般微生物降解污染物短,且能夠有效去除污染物。該聯(lián)合處理技術(shù)可為今后底泥中有機(jī)污染物的去除提供了一個(gè)新的思路。
【圖文】：

O2，相對(duì)分子質(zhì)量為228，結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。雙酚A在常溫下為白色針晶或片狀粉，熔點(diǎn)150~155℃。能溶于堿、丙酮、甲醇、乙醇等有機(jī)溶劑，微溶于四氯化碳，難溶于水，其在水中溶解度為120~300mg/L。雙酚A容易吸附于水體環(huán)境的沉積物中。雙酚A詳細(xì)的理化性質(zhì)如表1.1所示。BPA圖 1.1 雙酚 A 的結(jié)構(gòu)式

Fenton 試劑與黃孢原毛平革菌聯(lián)合處理含雙酚 A 底泥的研究 A 廢水受到了學(xué)者的關(guān)注�，F(xiàn)在常用的化學(xué)氧化處理含雙酚 A 廢水催化氧化、電化學(xué)氧化以及臭氧氧化法。1）光催化氧化法17 年，郭婧[49]利用一種磷酸銀/鈣鈦礦復(fù)合材料降解雙酚 A，該光見(jiàn)光下進(jìn)行。結(jié)果顯示：LaCoO3的加入能提高復(fù)合材料光催化穩(wěn)定料可以完全去除雙酚 A，礦化率也可達(dá)到 70~80%。付川等人[50]用 TiO2材料光催化降解雙酚 A，，研究結(jié)果表明：在電導(dǎo)率 較小時(shí)，隨 的增大而升高，但 較大時(shí)，雙酚 A 的降解反而有所減少，該 的降解過(guò)程符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X752;X172

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本文編號(hào)：2662228