本文關鍵詞：有機質(zhì)各組分還原水鐵礦及相關官能團的研究

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【摘要】：污染嚴重的水體往往伴隨著高濃度的溶解性有機質(zhì)(DOM),腐殖質(zhì)(HS)是DOM的重要組分,是由羧基、羰基及醌基等多種官能團組合而成的高分子有機化合物。HS不僅可作為電子受體,還能作為電子穿梭體在微生物降解污染物的過程中充當電子傳遞介質(zhì),加速污染物的降解。DOM的氧化還原特性影響著地下水環(huán)境中重金屬和有機污染物的遷移轉化,并能促進某些難溶礦物的還原性溶解,因而研究DOM的結構和氧化還原特性對原位修復和生物地球循環(huán)具有重大意義。本研究選取同一來源的DOM及其不同組分作為研究對象,研究其對微生物降解水鐵礦的影響。實驗所用DOM是從Pahokee Peat Soil中提純出(即PPDOM),HA與FA為標準HS(包括Pahokee Peat standard humic acids,即PPHA和Pahokee Peat standard fulvic Acids,即PPFA)。主要研究結果如下：(1)PPHA、PPFA和PPDOM加速MR-1還原水鐵礦速率大小為PPHAPPFAPPDOM,這說明PPHA的電子轉移能力最強。且三者的三維熒光光譜(3DEEM)數(shù)據(jù)表明電子轉移能力的強弱與醌基基團的多寡有直接關系；(2)不論PPHA與PPFA的TOC濃度比為多少,PPHA與PPFA的混合物均能加速微生物還原水鐵礦,且均比單獨PPHA或PPFA的水鐵礦還原速率大。這是因為HA與FA的粒徑大小不同,混合級配可以有效縮短分子間的距離,為電子跳躍提供了更多的機會；(3)在自然溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高,PPHA與PPFA均能加速微生物還原水鐵礦。此外,實驗還發(fā)現(xiàn)適當?shù)奶岣逪S的濃度可以補償?shù)蜏丨h(huán)境與高溫環(huán)境導致的水鐵礦還原速率差；(4)環(huán)境pH值顯著影響HA加速還原水鐵礦。且不同pH環(huán)境中HA的3DEEM數(shù)據(jù)表明醌基團的含量較高是當熒光特性表現(xiàn)為類腐殖酸熒光團時水鐵礦還原速率較高主要原因。在環(huán)境生態(tài)修復過程中,DOM能顯著影響微生物降解污染物的過程。深入研究不同環(huán)境條件對DOM的氧化還原特性與氧化還原官能團影響,可以預測環(huán)境中污染物轉化率和降解時間,高效指導實地生態(tài)修復過程,并將對原位生態(tài)修復工程有著產(chǎn)生重大意義。
【關鍵詞】：溶解性有機質(zhì) 腐殖質(zhì) 水鐵礦 氧化還原官能團
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X52
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-22
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 DOM的研究進展8-9
• 1.3 HS的研究進展9-16
• 1.3.1 HS的組成和結構9-10
• 1.3.2 HS在生態(tài)修復過程中發(fā)揮的作用10-14
• 1.3.3 HS氧化還原官能團的研究進展14-16
• 1.4 微生物還原水鐵礦的影響因素16-18
• 1.4.1 微生物16-17
• 1.4.2 DOM的濃度17
• 1.4.3 溫度17-18
• 1.4.4 pH值18
• 1.5 HS官能團的光譜法研究進展18-19
• 1.6 研究內(nèi)容19-21
• 1.7 技術路線圖21-22
• 2 實驗材料和方法22-28
• 2.1 實驗試劑和材料22-23
• 2.1.1 實驗主要試劑22-23
• 2.2 實驗主要儀器設備23
• 2.3 實驗方法23-28
• 2.3.1 實驗試劑的制備23-24
• 2.3.2 微生物實驗方法24-25
• 2.3.3 測量方法25-28
• 3 DOM對Shewanella oneidensis MR-1還原水鐵礦的影響28-34
• 3.1 DOM及組分對Shewanella oneidensis MR-1還原水鐵礦的影響28-30
• 3.2 HA和FA的混合物對Shewanella oneidensis MR-1還原水鐵礦的影響30-33
• 3.2.1 HA與FA的混合物與單獨HA或FA分子的電子轉移能力的差異30-32
• 3.2.2 HA與FA不同配比的混合物的電子轉移能力的差異32-33
• 3.3 本章小結33-34
• 4 不同環(huán)境條件下HS對Shewanella oneidensis MR-1還原水鐵礦的影響34-42
• 4.1 溫度對HS加速微生物降解水鐵礦的影響34-37
• 4.2 環(huán)境pH值對HA加速微生物降解水鐵礦的影響37-39
• 4.3 本章小結39-42
• 5 不同環(huán)境條件下DOM的官能團組成42-58
• 5.1 不同濃度的PPHA、PPFA與PPDOM的官能團42-47
• 5.2 不同HA與FA濃度配比的混合物的官能團47-52
• 5.3 不同pH值環(huán)境中HA的官能團52-56
• 5.4 本章小結56-58
• 6 結論與展望58-60
• 6.1 結論58-59
• 6.2 展望59-60
• 參考文獻60-68
• 個人簡介68-70
• 導師簡介70-72
• 獲得成果目錄72-74
• 致謝74

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本文編號：809969