紫外活化過(guò)硫酸鹽去除污水中抗性菌和抗性基因效能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-18 19:22
由于抗生素在控制疾病方面具有重要作用,因此,抗生素被大量使用并在環(huán)境中廣泛存在,對(duì)環(huán)境中的微生物產(chǎn)生了選擇壓力,造成抗性菌和抗性基因的傳播和擴(kuò)散,引起環(huán)境污染并危害人類健康。城市污水處理廠被認(rèn)為是抗性菌(Antibiotic Resistant Bacteria,ARB)和抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)的貯存庫(kù),成為ARB和ARGs傳播的主要源頭,從而,去除和控制污水處理廠中ARB和ARGs對(duì)維護(hù)人類健康具有重要的意義。紫外活化過(guò)硫酸鹽(Ultraviolet Activated Persulfate,UV/PS)是一種應(yīng)用前景廣闊的高級(jí)氧化技術(shù),過(guò)硫酸鹽能夠被激活產(chǎn)生高氧化電勢(shì)的自由基,能降解多種環(huán)境污染物,受到廣泛關(guān)注。基于此,提出采用紫外活化過(guò)硫酸鹽技術(shù)去除二級(jí)出水中的ARB和ARGs,并探究了UV/PS處理方法去除ARB及ARGs的作用機(jī)制。本研究取得的主要成果包括以下幾個(gè)方面:與單獨(dú)紫外(Ultraviolet,UV)和過(guò)硫酸鹽(Persulfate,PS)處理相比,UV/PS能更有效和快速的滅活抗性菌,處理10 min后,對(duì)紅霉...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
基因水平轉(zhuǎn)移機(jī)制[15]
哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-10-污染物降解,因此過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)受到了更多的關(guān)注并被用于去除多種難降解有機(jī)物。過(guò)硫酸鹽主要包括過(guò)二硫酸鹽(Persulfate,PS)和單過(guò)硫酸鹽(Peroxymonosulfate,PMS),它們都能夠產(chǎn)生SO4–·,過(guò)硫酸鹽分子中含有過(guò)氧鍵(O-O)、具有強(qiáng)氧化能力(E0=2.01V),通過(guò)均勻或非均勻地切割過(guò)硫酸鹽分子中的過(guò)氧鍵能夠釋放大量的SO4–·[61],PS和PMS過(guò)氧鍵的活化過(guò)程如圖1-3所示。過(guò)硫酸鹽在常溫常壓下比較穩(wěn)定,對(duì)大分子有機(jī)污染物的降解作用微弱[56,62],而紫外、超聲、過(guò)渡金屬離子和熱等可激活過(guò)硫酸鹽,使O-O斷裂,產(chǎn)生大量的硫酸根自由基,對(duì)大多數(shù)難降解有機(jī)污染物均具有較強(qiáng)的去除作用[63,64]。圖1-3PS(過(guò)二硫酸鹽)和PMS(單過(guò)硫酸鹽)的電子和能量轉(zhuǎn)移活化過(guò)程[61]1.3.2過(guò)硫酸鹽的活化方法過(guò)硫酸鹽被活化能夠產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力自由基,被廣泛應(yīng)用于難降解有機(jī)物的去除,同時(shí)過(guò)硫酸鹽的活化方式有很多種,常見(jiàn)方式如下:(1)UV活化在UV照射下,能夠使過(guò)硫酸鹽中的O-O斷裂生成兩個(gè)SO4–·。高乃云等[65]研究紫外激活過(guò)硫酸體系降解水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)時(shí)發(fā)現(xiàn),在相同實(shí)驗(yàn)條件下,紫外激活過(guò)硫酸體系對(duì)污染物的去除能力高于單獨(dú)使用過(guò)硫酸鹽或UV處理,對(duì)2,4-DCP的氧化降解效率可達(dá)96%;Wu等[66]利用UV活化過(guò)硫酸鹽體系降解水中磺胺嘧啶(SDZ),結(jié)果發(fā)現(xiàn)UV活化過(guò)硫酸鹽體系能夠快速氧化降解SDZ,去除率可高達(dá)93%。研究表明,UV的有效波長(zhǎng)和輻照強(qiáng)度是UV活化過(guò)硫酸鹽體系的重要參數(shù),254nm的UV活化過(guò)硫酸鹽對(duì)有機(jī)污染物的氧化降解的效率更高[67],同時(shí)對(duì)有機(jī)污染物的降解效率會(huì)隨著UV輻照強(qiáng)度的增大而增大[68]。(2)過(guò)渡金屬離子活化
技術(shù)路線圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超聲活化過(guò)硫酸鹽降解水中典型嗅味[J]. 孫昕,孫杰,李鵬飛,湯加剛,楊晴,唐曉. 環(huán)境科學(xué). 2019(04)
[2]過(guò)渡金屬離子協(xié)同紫外活化過(guò)硫酸鹽[J]. 胡嘉敏,張靜,袁琳,林雙. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(35)
[3]人工濕地處理畜禽污水中抗生素及抗性基因效果研究進(jìn)展[J]. 黃曉鳳,王啟貴,李靜,彭祥偉,汪超. 家畜生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(08)
[4]UV/PS降解水中2,4-二氯苯酚的特性研究[J]. 陳菊香,高乃云,楊靜,王超慧,古振川,江闖. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2017(06)
[5]活化過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)的研究進(jìn)展及工程應(yīng)用[J]. 李社鋒,王文坦,邵雁,陶玲,郭華軍,徐秀英,宋自新. 環(huán)境工程. 2016(09)
[6]水環(huán)境中耐藥菌污染與危害研究進(jìn)展[J]. 郭業(yè)彬. 中國(guó)微生態(tài)學(xué)雜志. 2013(10)
[7]環(huán)境抗生素抗性基因研究進(jìn)展[J]. 蘇建強(qiáng),黃福義,朱永官. 生物多樣性. 2013(04)
[8]淺談養(yǎng)殖業(yè)濫用抗生素帶來(lái)的危害及應(yīng)對(duì)措施[J]. 丁朝寬. 中國(guó)畜牧獸醫(yī)文摘. 2013(02)
[9]零價(jià)鐵活化過(guò)硫酸銨氧化降解苯酚的研究[J]. 張瑛潔,李大鵬,曹天靜,張明旭,馬軍. 工業(yè)水處理. 2012(09)
[10]廢水高級(jí)氧化技術(shù)現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J]. 李花,沈耀良. 水處理技術(shù). 2011(06)
博士論文
[1]畜禽糞便厭氧發(fā)酵過(guò)程中抗生素抗性基因變化機(jī)理研究[D]. 孫薇.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
碩士論文
[1]不同特性UF膜處理二級(jí)出水中抗性基因的效能及膜污染機(jī)制[D]. 呂靜靜.北京建筑大學(xué) 2018
[2]過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化法處理含酚廢水的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王思齊.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2017
[3]超聲強(qiáng)化電活化過(guò)硫酸鹽去除水中抗生素的研究[D]. 張祺.華中科技大學(xué) 2016
[4]熱活化過(guò)硫酸鹽對(duì)環(huán)境激素、PPCPs等有機(jī)污染物的降解研究[D]. 欒海彬.揚(yáng)州大學(xué) 2015
[5]過(guò)硫酸鹽催化氧化含酚廢水的研究[D]. 張坤坤.西安科技大學(xué) 2013
[6]硫酸根自由基在水處理中的反應(yīng)特性[D]. 劉衡錫.大連海事大學(xué) 2013
本文編號(hào):3443357
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
基因水平轉(zhuǎn)移機(jī)制[15]
哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-10-污染物降解,因此過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)受到了更多的關(guān)注并被用于去除多種難降解有機(jī)物。過(guò)硫酸鹽主要包括過(guò)二硫酸鹽(Persulfate,PS)和單過(guò)硫酸鹽(Peroxymonosulfate,PMS),它們都能夠產(chǎn)生SO4–·,過(guò)硫酸鹽分子中含有過(guò)氧鍵(O-O)、具有強(qiáng)氧化能力(E0=2.01V),通過(guò)均勻或非均勻地切割過(guò)硫酸鹽分子中的過(guò)氧鍵能夠釋放大量的SO4–·[61],PS和PMS過(guò)氧鍵的活化過(guò)程如圖1-3所示。過(guò)硫酸鹽在常溫常壓下比較穩(wěn)定,對(duì)大分子有機(jī)污染物的降解作用微弱[56,62],而紫外、超聲、過(guò)渡金屬離子和熱等可激活過(guò)硫酸鹽,使O-O斷裂,產(chǎn)生大量的硫酸根自由基,對(duì)大多數(shù)難降解有機(jī)污染物均具有較強(qiáng)的去除作用[63,64]。圖1-3PS(過(guò)二硫酸鹽)和PMS(單過(guò)硫酸鹽)的電子和能量轉(zhuǎn)移活化過(guò)程[61]1.3.2過(guò)硫酸鹽的活化方法過(guò)硫酸鹽被活化能夠產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力自由基,被廣泛應(yīng)用于難降解有機(jī)物的去除,同時(shí)過(guò)硫酸鹽的活化方式有很多種,常見(jiàn)方式如下:(1)UV活化在UV照射下,能夠使過(guò)硫酸鹽中的O-O斷裂生成兩個(gè)SO4–·。高乃云等[65]研究紫外激活過(guò)硫酸體系降解水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)時(shí)發(fā)現(xiàn),在相同實(shí)驗(yàn)條件下,紫外激活過(guò)硫酸體系對(duì)污染物的去除能力高于單獨(dú)使用過(guò)硫酸鹽或UV處理,對(duì)2,4-DCP的氧化降解效率可達(dá)96%;Wu等[66]利用UV活化過(guò)硫酸鹽體系降解水中磺胺嘧啶(SDZ),結(jié)果發(fā)現(xiàn)UV活化過(guò)硫酸鹽體系能夠快速氧化降解SDZ,去除率可高達(dá)93%。研究表明,UV的有效波長(zhǎng)和輻照強(qiáng)度是UV活化過(guò)硫酸鹽體系的重要參數(shù),254nm的UV活化過(guò)硫酸鹽對(duì)有機(jī)污染物的氧化降解的效率更高[67],同時(shí)對(duì)有機(jī)污染物的降解效率會(huì)隨著UV輻照強(qiáng)度的增大而增大[68]。(2)過(guò)渡金屬離子活化
技術(shù)路線圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超聲活化過(guò)硫酸鹽降解水中典型嗅味[J]. 孫昕,孫杰,李鵬飛,湯加剛,楊晴,唐曉. 環(huán)境科學(xué). 2019(04)
[2]過(guò)渡金屬離子協(xié)同紫外活化過(guò)硫酸鹽[J]. 胡嘉敏,張靜,袁琳,林雙. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(35)
[3]人工濕地處理畜禽污水中抗生素及抗性基因效果研究進(jìn)展[J]. 黃曉鳳,王啟貴,李靜,彭祥偉,汪超. 家畜生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(08)
[4]UV/PS降解水中2,4-二氯苯酚的特性研究[J]. 陳菊香,高乃云,楊靜,王超慧,古振川,江闖. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2017(06)
[5]活化過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)的研究進(jìn)展及工程應(yīng)用[J]. 李社鋒,王文坦,邵雁,陶玲,郭華軍,徐秀英,宋自新. 環(huán)境工程. 2016(09)
[6]水環(huán)境中耐藥菌污染與危害研究進(jìn)展[J]. 郭業(yè)彬. 中國(guó)微生態(tài)學(xué)雜志. 2013(10)
[7]環(huán)境抗生素抗性基因研究進(jìn)展[J]. 蘇建強(qiáng),黃福義,朱永官. 生物多樣性. 2013(04)
[8]淺談養(yǎng)殖業(yè)濫用抗生素帶來(lái)的危害及應(yīng)對(duì)措施[J]. 丁朝寬. 中國(guó)畜牧獸醫(yī)文摘. 2013(02)
[9]零價(jià)鐵活化過(guò)硫酸銨氧化降解苯酚的研究[J]. 張瑛潔,李大鵬,曹天靜,張明旭,馬軍. 工業(yè)水處理. 2012(09)
[10]廢水高級(jí)氧化技術(shù)現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J]. 李花,沈耀良. 水處理技術(shù). 2011(06)
博士論文
[1]畜禽糞便厭氧發(fā)酵過(guò)程中抗生素抗性基因變化機(jī)理研究[D]. 孫薇.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
碩士論文
[1]不同特性UF膜處理二級(jí)出水中抗性基因的效能及膜污染機(jī)制[D]. 呂靜靜.北京建筑大學(xué) 2018
[2]過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化法處理含酚廢水的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王思齊.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2017
[3]超聲強(qiáng)化電活化過(guò)硫酸鹽去除水中抗生素的研究[D]. 張祺.華中科技大學(xué) 2016
[4]熱活化過(guò)硫酸鹽對(duì)環(huán)境激素、PPCPs等有機(jī)污染物的降解研究[D]. 欒海彬.揚(yáng)州大學(xué) 2015
[5]過(guò)硫酸鹽催化氧化含酚廢水的研究[D]. 張坤坤.西安科技大學(xué) 2013
[6]硫酸根自由基在水處理中的反應(yīng)特性[D]. 劉衡錫.大連海事大學(xué) 2013
本文編號(hào):3443357
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