生物炭作為一種新型的功能性材料備受關(guān)注,近年來在水體和土壤修復中的應用逐漸增加,但研究發(fā)現(xiàn)生物炭中可能含有大量的持久性自由基(PFRs)。這些PFRs既能作為氧化還原介體促進污染物和重金屬的降解和轉(zhuǎn)化,也會刺激生物體產(chǎn)生氧化應激反應。目前關(guān)于生物炭中的PFRs在污染物降解體系中的環(huán)境行為及其對目標污染物的降解作用還缺乏細致深入的研究;另外,由于生物炭的大量使用,在應用和處理過程中都會以不同方式進入水體,但對于含PFRs的生物炭對水生生物的不利影響尚未得到足夠的重視。在本項研究中,我們以松針為生物質(zhì)原料,缺氧條件下熱解制備了含PFRs的生物炭,考察了熱解溫度、熱解時間對生成的PFRs濃度和種類的影響,并對其環(huán)境持久性進行了分析,同時也探究了生物質(zhì)原料中有機物含量對生物炭PFRs濃度的影響。以發(fā)光菌和斜生柵藻作為受試生物,以斜生柵藻的生長抑制率、葉綠素a合成、ROS含量和SOD水平以及發(fā)光菌的發(fā)光抑制率作為毒性終點評價了含PFRs的生物炭的水生毒性。另一方面,將含PFRs的生物炭與零價鐵復合制備了復合材料,探究其復合質(zhì)量比、溶液pH、材料劑量等對典型污染物對硝基苯酚(PNP)去除效果的影響...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 生物炭研究現(xiàn)狀
        1.1.1 生物炭的形成及其特性
        1.1.2 生物炭的應用
        1.1.3 生物炭的持久性自由基(PFRs)
        1.1.4 生物炭的毒性研究現(xiàn)狀
    1.2 含PFRs的生物炭及其復合材料對污染物的降解研究現(xiàn)狀
        1.2.1 含PFRs的生物炭對污染物的降解研究
        1.2.2 生物炭復合材料對污染物的降解研究
    1.3 研究意義及內(nèi)容
        1.3.1 研究意義
        1.3.2 研究內(nèi)容
2 材料與方法
    2.1 試劑與儀器
        2.1.1 試劑
        2.1.2 儀器
    2.2 生物炭及其復合材料的制備和表征
        2.2.1 含PFRs生物炭的制備
        2.2.2 零價鐵/生物炭(nZVI/BC)復合材料的制備
        2.2.3 生物炭及其復合材料的表征
    2.3 生物炭的EPR檢測
        2.3.1 生物炭PFRs的檢測
        2.3.2 生物炭PFRs進入水相后ROS的檢測
    2.4 含PFRs的生物炭毒性測試方法
        2.4.1 發(fā)光菌的毒性實驗方法
        2.4.2 斜生柵藻的毒性實驗
    2.5 nZVI/BC復合材料對PNP的去除作用
        2.5.1 批次實驗
        2.5.2 體系中羥基的檢測
    2.6 數(shù)據(jù)處理
3 含環(huán)境持久性自由基的生物炭的表征及其毒性效應
    3.1 生物炭的表征
    3.2 生物炭持久性自由基的檢測
        3.2.1 標準曲線的建立
        3.2.2 熱解條件對生物炭PFRs生成的影響
        3.2.3 生物炭PFRs的穩(wěn)定性
        3.2.4 生物質(zhì)中有機質(zhì)對生物炭PFRs生成的影響
    3.3 含PFRs的生物炭的毒性效應
        3.3.1 含PFRs的生物炭對發(fā)光菌的急性毒性
        3.3.2 含PFRs的生物炭對斜生柵藻的急性毒性
        3.3.3 含PFRs的生物炭對斜生柵藻的氧化損傷
    3.4 生物炭PFRs與其生物毒性的相關(guān)性
    3.5 生物炭進入水相后羥基的產(chǎn)生
    3.6 討論
    3.7 本章小結(jié)
4 生物炭復合材料對污染物的去除研究
    4.1 nZVI/BC復合材料的表征
    4.2 溶液PH對 PNP去除的影響
    4.3 生物炭單獨使用時對PNP的去除效果
    4.4 BC與 nZVI的復合質(zhì)量比對PNP去除作用的影響
    4.5 nZVI/BC去除PNP體系中羥基的檢測
    4.6 PFRs在 nZVI/BC去除PNP體系中的作用
    4.7 討論
    4.8 本章小結(jié)
結(jié)論
建議
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3871425