為降低城市飲水健康風(fēng)險(xiǎn),保障管網(wǎng)水中的消毒效果和水質(zhì)的安全,研究開(kāi)發(fā)新型消毒劑很有必要。在對(duì)比傳統(tǒng)氯消毒劑后,茶多酚消毒擁有許多氯消毒所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì),其綠色健康、不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的特點(diǎn)對(duì)提升消毒安全性顯得尤為重要。傳統(tǒng)加氯消毒會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)從水廠加氯開(kāi)始直到管網(wǎng)水輸送至用戶的途中持續(xù)進(jìn)行。同樣地,若投加茶多酚消毒,其在管網(wǎng)中也會(huì)持續(xù)反應(yīng),也肯定存在衰減,而茶多酚的衰減規(guī)律及其對(duì)消毒效果的影響需開(kāi)展進(jìn)一步研究;并且茶多酚對(duì)水質(zhì)生物穩(wěn)定性的影響尚不清晰,因此論文也對(duì)茶多酚和水質(zhì)生物穩(wěn)定性的關(guān)系做了深入研究;關(guān)于茶多酚在食品醫(yī)藥等應(yīng)用中抑菌機(jī)理的文獻(xiàn)較多,但關(guān)于茶多酚在水中消毒機(jī)理的研究尚處于起步階段,因此有必要結(jié)合茶多酚本身特性,根據(jù)水質(zhì)條件變化,研究茶多酚在水中對(duì)細(xì)菌的作用機(jī)理,為茶多酚的應(yīng)用提供理論依據(jù)。以茶多酚的氧化聚合反應(yīng)為基礎(chǔ),選用茶多酚中主要活性物質(zhì)EGCG作為研究目標(biāo),通過(guò)靜態(tài)試驗(yàn)和正交分析,研究了EGCG初始濃度、pH、光照對(duì)EGCG衰減的影響,得到了各影響因素下的衰減系數(shù)方程。試驗(yàn)結(jié)果表明,EGCG在初始濃度為100mg/L、pH為10、有光照的條件下,其氧化聚合反應(yīng)的速率最大,衰減系數(shù)最大,表明其衰減速率最大。同時(shí)在100mg/L~400mg/L范圍內(nèi),EGCG初始濃度越大,衰減速率越慢;pH在4~10的范圍內(nèi),pH越高衰減速率越大;而且,有光照時(shí)EGCG的衰減速率大于避光時(shí)。根據(jù)各因素的衰減系數(shù)關(guān)系式,綜合分析并建立了衰減系數(shù)預(yù)測(cè)模型。選用生物可降解溶解性有機(jī)碳(BDOC)作為評(píng)價(jià)水質(zhì)生物穩(wěn)定性的指標(biāo),對(duì)水中細(xì)菌總數(shù)、TOC、BDOC、EGCG濃度等參數(shù)進(jìn)行分析表明,投加EGCG會(huì)影響到水中BDOC的含量變化。EGCG衰減速率和BDOC生成速率之間有一定的相關(guān)性,有可能是茶多酚與細(xì)菌中的菌體蛋白發(fā)生共價(jià)或非共價(jià)反應(yīng),生成的有機(jī)物不具有消毒活性導(dǎo)致了生物可降解溶解性有機(jī)碳的增加;或者是茶多酚作用后菌體破裂,細(xì)菌的內(nèi)容物溶出導(dǎo)致BDOC的增加;還可能是原水中的BDOC過(guò)高導(dǎo)致對(duì)后續(xù)投加茶多酚造成影響,建議可以通過(guò)控制茶多酚的衰減速率提高水質(zhì)生物穩(wěn)定性。在茶多酚對(duì)大腸桿菌的作用機(jī)理研究時(shí)采用了正交試驗(yàn)的方法,選取了可以影響茶多酚氧化聚合反應(yīng)的三個(gè)因素,結(jié)合水中可能工況設(shè)定三水平,正交試驗(yàn)結(jié)果表明,在EGCG/EGC濃度范圍20mg/L~60mg/L、pH范圍6.8~8.0、溫度范圍5℃~25℃之間,投加消毒劑濃度越高、pH越大、溫度越高對(duì)大腸桿菌抑制作用越強(qiáng),且EGCG的抑制作用強(qiáng)于EGC。在投加EGCG/EGC60mg/L、緩沖液pH8.0、反應(yīng)溫度25℃的條件下,對(duì)大腸桿菌細(xì)胞膜的作用最強(qiáng)。試驗(yàn)同時(shí)表明,茶多酚能使大腸桿菌的細(xì)胞膜發(fā)生去極化、膜內(nèi)離子外流;使內(nèi)膜與外膜的滲透性變大、水溶物外滲;能抑制大腸桿菌的呼吸作用、抑制其生理代謝活性。
【學(xué)位單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU991.25
【部分圖文】：

氯化消毒生成三鹵甲烷（THMs）和其他影響人的天然有機(jī)物（NOM）和人工合成有機(jī)物（SOs，具有致突變性和動(dòng)物致癌性，并且水源水的，如果氯消毒副產(chǎn)物問(wèn)題不能解決，很難保證氯的研究深入、技術(shù)的不斷推陳出新，出現(xiàn)了越來(lái)氯、臭氧、紫外線等，而這些新型消毒技術(shù)的出毒副產(chǎn)物問(wèn)題，或者能替代氯消毒成為主流消毒術(shù)中最有希望替代氯的是二氧化氯消毒。和氯相生成鹵化物，不產(chǎn)生 THMs。但是需要現(xiàn)場(chǎng)制備氯會(huì)與水中還原性物質(zhì)生成致癌物亞氯酸鹽，控制副產(chǎn)物生成方面。不同于氯消毒，二氧化氯如腐殖質(zhì)中存在最多的物質(zhì)是黃腐酸，間苯二消毒劑能發(fā)生反應(yīng)，即二氧化氯與間苯二酚的反

圖 1-2 氯與間苯二酚的反應(yīng)Fig.1-2 Reaction between chlorine and Resorcinol可知，氯與水中黃腐酸的反應(yīng)結(jié)果生成了鹵代物，其機(jī)理，因此二者反應(yīng)的機(jī)理是天差地別，這也正解釋了二氧化都具有很強(qiáng)的氧化能力，且互為同素異形體，大部分有機(jī)所用的時(shí)間很短，且消毒的效果比二氧化氯和氯高，而比是臭氧消毒也有缺點(diǎn)，臭氧消毒的管網(wǎng)水中很難一直維持強(qiáng)氧化劑，能氧化水中大部分有機(jī)物，轉(zhuǎn)化為小分子的有氯而言較差。同時(shí)由于其強(qiáng)氧化性也增加了管網(wǎng)水中消毒定性變差，增加了消毒副產(chǎn)物的生成可能性。而且臭氧消產(chǎn)物，在條件具備的時(shí)候同樣可能生成消毒副產(chǎn)物。如果毒就有可能生成溴酸鹽 BrO-，同時(shí)臭氧消毒的成本和其他

第 1 章 緒論可以使大腸桿菌的細(xì)胞膜滲透性變大導(dǎo)致胞內(nèi)離子外泄，但白質(zhì)等漏出。在其他學(xué)者[25]的研究中也提到了細(xì)胞膜內(nèi)物質(zhì)金屬離子以及 ATP。二氧化氯還能與蛋白質(zhì)、與細(xì)胞內(nèi)的多質(zhì)變性，影響蛋白質(zhì)的生成。多種研究[26]表明，二氧化氯氨酸等發(fā)生作用，但可以和絡(luò)氨酸、色氨酸等發(fā)生作用，因作用具有選擇性。在抑制細(xì)菌的酶類方面，二氧化氯可以抑是二氧化氯發(fā)揮消毒作用的主要方面。氧消毒的研究表明，臭氧的消毒機(jī)理比較綜合，通過(guò)臭氧的強(qiáng)氧化破壞其細(xì)胞質(zhì)的關(guān)鍵物質(zhì)�；究梢詺w納為兩種，一是臭氧氧化細(xì)胞膜不飽和鍵，二是臭氧分解出自由基氧[O]，較易臭氧具有很強(qiáng)的殺菌能力，臭氧分解的自由基氧的活性是氯部后，臭氧分解 DNA、RNA 和蛋白質(zhì)等大分子，影響細(xì)菌

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2825701