本文關(guān)鍵詞：過(guò)硫酸鹽對(duì)銅綠微囊藻的去除效果和機(jī)理探究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：一直以來(lái)由于氣候變化和水體富營(yíng)養(yǎng)化,全球范圍內(nèi)蔓延的藍(lán)藻水華威脅著生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康,特別是在作為飲用水水源的江河、水庫(kù)中普遍存在。在中國(guó),每年湖泊藍(lán)藻水華的爆發(fā)已成為嚴(yán)重的水污染問(wèn)題之一,藍(lán)藻水華污染對(duì)目前我國(guó)的飲用水安全構(gòu)成了相當(dāng)嚴(yán)重的威脅。地表水微藻的季節(jié)性增值引發(fā)的水體變色和嗅味問(wèn)題更加給水處理過(guò)程帶來(lái)挑戰(zhàn),難度主要在于水處理設(shè)施中細(xì)胞濃度的增加和藻類(lèi)代謝活動(dòng)中由細(xì)胞分泌至周?chē)h(huán)境中的代謝產(chǎn)物,以及由于各類(lèi)因素引起的細(xì)胞裂解導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)的釋放,這些物質(zhì)在飲用水處理過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的增加等不利后果的衍生。因此,去除藍(lán)藻細(xì)胞和水中的次生代謝產(chǎn)物已成為一項(xiàng)艱巨的任務(wù),亟需開(kāi)發(fā)出一種高效低副產(chǎn)物生成的方法應(yīng)對(duì)飲用水水源中的水華污染。在本文中首先使用過(guò)硫酸鹽分別對(duì)胞外分泌物的三種主要模型化合物進(jìn)行氧化,檢測(cè)了處理后的模型化合物降解產(chǎn)物隨過(guò)硫酸鹽投加劑量不同,處理液中總有機(jī)碳(TOC)、254納米處吸光度、Zeta電位和熒光特性的影響。發(fā)現(xiàn)了過(guò)硫酸鹽在處理三種模型化合物時(shí)對(duì)蛋白質(zhì)類(lèi)的特異性降解效果,證明過(guò)硫酸鹽在對(duì)蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行處理時(shí)是具有優(yōu)勢(shì)的。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了,對(duì)腐殖酸等小分子物質(zhì),過(guò)硫酸鹽的氧化能力是有限的,無(wú)法將它們完全礦化。而后本文中選取藍(lán)藻爆發(fā)期間的代表藻種銅綠微囊藻,在實(shí)驗(yàn)室條件下培養(yǎng)成純?cè)宸N培養(yǎng)液來(lái)模擬藻華爆發(fā)期間的高藻水處理的效果。對(duì)不同過(guò)硫酸鹽投加劑量下銅綠微囊藻純?cè)宸N培養(yǎng)液處理后的藻細(xì)胞去除率、Zeta電位、藻細(xì)胞胞內(nèi)物質(zhì)泄露情況和出水中的鐵離子濃度等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明在過(guò)硫酸鹽投加量為400μM/L時(shí)的效果最好,此時(shí)的銅綠微囊藻細(xì)胞去除率最高,達(dá)到了97.2%。并且由于此時(shí)的混凝效果最好,活化劑的投加并不會(huì)對(duì)出水的鐵離子含量有過(guò)多影響。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了過(guò)高的過(guò)硫酸鹽投加量會(huì)引起藻細(xì)胞的破裂,為實(shí)際應(yīng)用提供了參考。本文進(jìn)一步對(duì)處理后的銅綠微囊藻細(xì)胞和上清液中官能團(tuán)在不同過(guò)硫酸鹽投加劑量下的變化進(jìn)行表征,通用官能團(tuán)的前后變化和不同劑量過(guò)硫酸鹽的處理對(duì)銅綠微囊藻細(xì)胞形態(tài)的改變來(lái)闡述過(guò)硫酸鹽預(yù)氧化處理銅綠微囊藻的機(jī)理。結(jié)果表明,過(guò)硫酸鹽的投加使藻細(xì)胞胞外分泌物中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的非共價(jià)相互作用因氧化作用而發(fā)生改變,最終影響了細(xì)胞的沉降性能。并通過(guò)不同劑量過(guò)硫酸鹽的處理對(duì)銅綠微囊藻細(xì)胞形態(tài)從飽滿(mǎn)光滑的球形,到細(xì)胞膜邊界模糊,最終發(fā)展到萎縮塌陷至無(wú)法維持細(xì)胞基本形態(tài)而完全破碎這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)一步證明,適量的過(guò)硫酸鹽可以得到藻細(xì)胞的去除,而過(guò)量過(guò)硫酸鹽的投加反而會(huì)造成出水質(zhì)量不理想的后果。文章證明了在適量的選取過(guò)硫酸鹽投加量的情況下,過(guò)硫酸鹽作為一種高級(jí)氧化方法既可以行之有效的從水中去除藻細(xì)胞,同時(shí)又是一種盡可能降低藻細(xì)胞破裂的安全去除方法。
【關(guān)鍵詞】：高級(jí)氧化 過(guò)硫酸鹽 銅綠微囊藻
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X52
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究背景11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 藍(lán)藻細(xì)胞特性11-13
• 1.2.2 目前常用的處理工藝13-14
• 1.2.3 各種氧化劑對(duì)藻細(xì)胞的效果14-15
• 1.2.4 氧化劑對(duì)藻毒素的作用速率對(duì)比和水質(zhì)的影響15-17
• 1.3 過(guò)二硫酸鹽的性質(zhì)17-19
• 1.3.1 過(guò)硫酸根的活化18
• 1.3.2 通過(guò)UV活化降解18-19
• 1.3.3 超聲活化19
• 1.3.4 過(guò)渡金屬活化19
• 1.4 課題研究的目的和內(nèi)容19-21
• 1.4.1 研究的目的及意義19-20
• 1.4.2 研究的主要內(nèi)容20-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方法21-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與藥劑21-22
• 2.2 銅綠微囊藻的培養(yǎng)22-23
• 2.2.1 藻種的選擇與培養(yǎng)22-23
• 2.2.2 銅綠微囊藻的細(xì)胞濃度測(cè)定23
• 2.3 水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定23-25
• 2.3.1 總有機(jī)碳的測(cè)定23
• 2.3.2 UV25423-24
• 2.3.3 鐵離子濃度的測(cè)定24
• 2.3.4 官能團(tuán)的變化24
• 2.3.5 三維熒光光譜24-25
• 2.4 銅綠微囊藻細(xì)胞的表征25-26
• 2.4.1 表面電位25
• 2.4.2 銅綠微囊藻細(xì)胞壁完整性的表征25
• 2.4.3 藻細(xì)胞形態(tài)表征25-26
• 第3章 過(guò)硫酸鹽對(duì)模型化合物的去除效能研究26-41
• 3.1 過(guò)硫酸鹽對(duì)蛋白質(zhì)的降解效能研究26-31
• 3.1.1 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)牛血清蛋白TOC的去除效果26-27
• 3.1.2 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)牛血清蛋白溶液Zeta電位的影響27-28
• 3.1.3 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)牛血清蛋白溶液UV254吸光度的影響28-29
• 3.1.4 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)牛血清蛋白溶液熒光特性的影響29-31
• 3.2 過(guò)硫酸鹽對(duì)腐殖酸的降解效能研究31-35
• 3.2.1 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)腐殖酸溶液TOC的去除效果31-32
• 3.2.2 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)腐殖酸溶液Zeta電位的影響32
• 3.2.3 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)腐殖酸溶液UV254吸光度的影響32-33
• 3.2.4 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)腐殖酸溶液熒光特性的影響33-35
• 3.3 過(guò)硫酸鹽對(duì)多糖類(lèi)物質(zhì)的降解效能研究35-37
• 3.3.1 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)海藻酸鈉溶液TOC的去除效果35
• 3.3.2 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)腐殖酸溶液Zeta電位的影響35-36
• 3.3.3 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)海藻酸鈉溶液UV254吸光度的影響36-37
• 3.4 過(guò)硫酸鹽對(duì)模型化合物混合物的降解效能37-39
• 3.4.1 過(guò)硫酸鹽對(duì)模型化合物混合物氧化前后Zeta電位的影響37
• 3.4.2 過(guò)硫酸鹽對(duì)模型化合物混合物氧化前后熒光特性的影響37-39
• 3.5 小結(jié)39-41
• 第4章 過(guò)硫酸鹽對(duì)銅綠微囊藻的去除效果探究41-49
• 4.1 過(guò)硫酸鹽對(duì)藻細(xì)胞絮凝效果研究41-44
• 4.1.1 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)培養(yǎng)液銅綠微囊藻細(xì)胞的去除效果影響41-42
• 4.1.2 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)培養(yǎng)液銅綠微囊藻細(xì)胞Zeta電位的影響42-44
• 4.2 過(guò)硫酸鹽對(duì)處理后上清液的效果研究44-48
• 4.2.1 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)上清液電導(dǎo)率的影響44-45
• 4.2.2 過(guò)硫酸鹽投加量對(duì)上清液鐵離子含量的影響45
• 4.2.3 過(guò)硫酸鹽對(duì)處理后上清液中熒光特性的影響45-48
• 4.3 小結(jié)48-49
• 第5章 過(guò)硫酸鹽預(yù)氧化處理銅綠微囊藻的機(jī)理探究49-57
• 5.1 過(guò)硫酸鹽對(duì)處理后上清液中官能團(tuán)變化的影響49-51
• 5.2 過(guò)硫酸鹽氧化對(duì)銅綠微囊藻細(xì)胞形態(tài)的影響51-56
• 5.2.1 過(guò)硫酸鹽氧化后的細(xì)胞完整性變化51-54
• 5.2.2 過(guò)硫酸鹽氧化后的細(xì)胞絮凝體形態(tài)變化54-56
• 5.3 小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果65-67
• 致謝67

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