本文選題：納米ZnO + 溶出行為��； 參考：《湘潭大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：藻類具有吸收氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并轉(zhuǎn)化為生物量的特性,因而在污水深度脫氮除磷處理方面具有應(yīng)用前景。藻類在脫氮除磷過程中易受到環(huán)境因素的影響,如水中的有毒有害污染物。近年來隨著納米材料的大量使用,納米顆粒物不可避免地進(jìn)入到水環(huán)境中,因而納米顆粒物的環(huán)境行為與生物效應(yīng)受到研究人員的廣泛關(guān)注。納米ZnO作為一種使用廣泛的典型工程納米材料,已被證實(shí)對(duì)藻類等水生生物具有毒性效應(yīng),因此納米ZnO必然對(duì)藻類的脫氮除磷過程產(chǎn)生影響。本論文以納米ZnO為納米顆粒物代表,以單細(xì)胞綠藻小球藻(Chlorella vulgaris)為研究目標(biāo),在考察了納米ZnO及其溶出Zn~(2+)對(duì)小球藻生物量影響的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了納米ZnO及其溶出Zn~(2+)對(duì)小球藻除磷效率的影響。采用傅里葉紅外光譜(FTIR)、透射電鏡-能譜聯(lián)用(TEM-EDX)、X射線衍射(XRD)以及X射線光電子能譜(XPS)等儀器分析了納米ZnO和磷酸鹽形成的微晶特性并評(píng)價(jià)了微晶對(duì)小球藻除磷效率的影響。論文得到了以下主要研究結(jié)論:(1)實(shí)驗(yàn)所用納米ZnO通過TEM、XRD等表征手段被證實(shí)原始粒徑約20-30nm。納米ZnO能部分溶解并釋放出Zn~(2+),且在超純水和改良OECD介質(zhì)條件中溶出行為差異較大。在超純水中,納米ZnO初始濃度越大,溶出的Zn~(2+)濃度越高。當(dāng)納米ZnO濃度分別為0.005和0.15 mM時(shí),達(dá)到溶解平衡時(shí)的Zn~(2+)濃度分別為0.6μM和44.6μM;改良OECD培養(yǎng)基由于離子強(qiáng)度大促進(jìn)了納米ZnO的溶解,溶出的Zn~(2+)濃度高于其在純水中的濃度(0.005-0.02 mM);但納米ZnO濃度過高(0.04-0.15 mM)時(shí),溶出的Zn~(2+)較其在超純水中的濃度反而有所下降。當(dāng)納米ZnO濃度分別為0.005和0.15 mM時(shí),達(dá)到溶解平衡時(shí)的Zn~(2+)濃度分別為2.2μM和9.4μM。(2)納米ZnO對(duì)小球藻毒性效應(yīng)明顯。隨著初始濃度增大(0.005-0.15 mM),納米ZnO對(duì)小球藻生物量的抑制作用也增強(qiáng)。在培養(yǎng)7天后,當(dāng)納米ZnO濃度為0.005 mM時(shí),小球藻生物量為對(duì)照組(不含納米ZnO)的76.2%,而當(dāng)納米ZnO濃度為0.15 mM時(shí)僅為對(duì)照組的27.4%;納米ZnO溶出的Zn~(2+)對(duì)小球藻生物量的影響與納米ZnO相似。但納米ZnO對(duì)小球藻除磷效率的影響不同于對(duì)生物量的影響。在培養(yǎng)7天后,隨著納米ZnO濃度的增加(0.005-0.15 mM),PO_4~(3-)的去除率先降低后逐步增大,在0.04 mM的納米ZnO和其溶出的Zn~(2+)作用下,PO_4~(3-)的去除率最低,分別為28.1%和35.1%。而當(dāng)納米ZnO濃度增加到0.15 mM時(shí),PO_4~(3-)的去除率反而上升到36.1%;在0.15 mM納米ZnO溶出的Zn~(2+)存在下,PO_4~(3-)的去除率達(dá)到最大值62.1%(略高于對(duì)照組的58.5%)。初步推測(cè),納米ZnO溶出的Zn~(2+)能夠與PO_4~(3-)反應(yīng)形成微晶沉淀,從而促進(jìn)對(duì)PO_4~(3-)的去除。(3)對(duì)納米ZnO和磷酸鹽共存時(shí)形成的微晶進(jìn)行分析,FTIR結(jié)果表明微晶中出現(xiàn)了屬于PO_4~(3-)的特征吸收帶;TEM-EDX結(jié)果表明微晶中不僅含有Zn、O元素,還出現(xiàn)了P元素;XRD結(jié)果表明微晶中出現(xiàn)了Zn_3(PO_4)_2特征峰;Zn和P元素的XPS分峰結(jié)果表明微晶中含有Zn_3(PO_4)_2。上述表征手段證明,納米ZnO和磷酸鹽共存時(shí)形成了Zn_3(PO_4)_2微晶。該Zn_3(PO_4)_2微晶在實(shí)驗(yàn)中藻類生長(zhǎng)pH條件范圍(pH 7.1~8.8)均能夠形成,并且在較低的pH值對(duì)Zn_3(PO_4)_2的形成更有利。因而當(dāng)納米ZnO濃度較高時(shí)(0.04-0.15 mM),Zn_3(PO_4)_2微晶的形成促進(jìn)了小球藻體系對(duì)PO_4~(3-)的去除,同時(shí)也是改良OECD培養(yǎng)基體系中溶出的Zn~(2+)濃度較純水中降低的原因。
[Abstract]:The effects of nano - ZnO and Zn ~ ( 2 + ) on the phosphorus removal efficiency of Chlorella were studied by means of FTIR , TEM - EDX , X - ray diffraction ( XRD ) and X - ray photoelectron spectroscopy ( XPS ) . The results of TEM - EDX showed that Zn _ 3 ( PO _ 4 ) _ 2 was present in the crystallites . The results showed that Zn _ 3 ( PO _ 4 ) _ 2 was present in the crystallites .

【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X703;X173

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王洪斌;成明;錢鵬;李士虎;閻斌倫;;金屬離子對(duì)中肋骨條藻的脅迫效應(yīng)及葉綠素a合成的影響[J];海洋科學(xué);2012年07期

2 魏群;劉明升;蔡元妃;;藻類膜對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水處理效果實(shí)驗(yàn)[J];環(huán)境工程;2011年02期

3 張寧;金星龍;李曉;岳俊杰;魏東斌;;人工納米材料對(duì)藻類的毒性效應(yīng)研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年10期

4 朱世東;徐自強(qiáng);白真權(quán);尹成先;苗健;;納米材料國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展Ⅱ——納米材料的應(yīng)用與制備方法[J];熱處理技術(shù)與裝備;2010年04期

5 蔡龍炎;李穎;鄭子航;;我國(guó)湖泊系統(tǒng)氮磷時(shí)空變化及對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化影響研究[J];地球與環(huán)境;2010年02期

6 雷國(guó)元;馬軍;;利用水綿(Spirogyra)深度處理生活污水強(qiáng)化除磷及其機(jī)制的探討[J];環(huán)境科學(xué);2009年04期

7 魏群;胡智泉;肖波;孫浩;陶梅平;段璐淳;;利用藻類生物膜技術(shù)處理生活污水研究[J];中國(guó)給水排水;2008年05期

8 劉仁林;虞功清;鄒偉民;杜天真;;植物透射電鏡樣品制備技術(shù)的改進(jìn)[J];江西林業(yè)科技;2008年01期

9 方克明,鄒興,蘇繼靈;納米材料的透射電鏡表征[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2003年02期

10 高春華;納米材料的基本效應(yīng)及其應(yīng)用[J];江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 李梅;水環(huán)境中ZnO納米顆粒對(duì)大腸桿菌的毒性及影響因素[D];浙江大學(xué);2012年

2 邢麗貞;固定化藻類去除污水中氮磷及其機(jī)理的研究[D];西安建筑科技大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 孫霄;載納米鐵花生殼的制備及其吸附除磷性能研究[D];華東理工大學(xué);2016年

2 吳媛媛;人工納米材料分散及與活性污泥間抑制和吸附特性的研究[D];清華大學(xué);2013年

3 安蓁;大型海藻及納米材料對(duì)赤潮中肋骨條藻的抑制作用研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2008年

，

本文編號(hào)：1753186