發(fā)布時(shí)間：2017-09-15 12:36

  本文關(guān)鍵詞：多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）還原降解及其定量結(jié)構(gòu)—性質(zhì)關(guān)系（QSPR）研究

  更多相關(guān)文章： 多溴聯(lián)苯醚 零價(jià)鐵 微生物 還原降解 定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系

【摘要】：多溴聯(lián)苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)有209種同族體,是一類(lèi)新型的持久性有機(jī)污染物(persistent organic pollutants,POPs),作為一種添加型阻燃劑被廣泛應(yīng)用于電器制造、泡沫、紡織、家居用品、交通、室內(nèi)裝潢中。隨著電子電器等的大量廢棄,環(huán)境中的PBDEs含量逐年升高。不僅在水體、大氣、土壤中被檢測(cè)出來(lái),在各級(jí)食物鏈中也有發(fā)現(xiàn)。因此,除去環(huán)境中的PBDEs已經(jīng)成為迫切需要解決的問(wèn)題。本研究主要探討零價(jià)鐵、負(fù)載型零價(jià)鐵及好氧、厭氧微生物對(duì)PBDEs還原降解效果,以期為實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系(quantitative structure-property relationship,QSPR)方法,是通過(guò)理論計(jì)算方法與各種統(tǒng)計(jì)分析工具的結(jié)合來(lái)研究系列化合物的結(jié)構(gòu)與其生物學(xué)性質(zhì)和各種理化性質(zhì)之間的定量函數(shù)關(guān)系。在本研究中,主要采用偏最小二乘回歸(PLSR)、多元線性回歸(MLR)、主成分分析-多元線性回歸分析(PCA-MLR)和誤差反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BP-ANN)四種方法將十四種BDE同系物的量子化學(xué)參數(shù)和從前人研究中獲得的反應(yīng)速率常數(shù)的對(duì)數(shù)建立QSPR模型。主要研究結(jié)論如下:(1)測(cè)定了百花湖十六個(gè)采樣點(diǎn)八種BDE同系物的含量。三溴聯(lián)苯醚(BDE-28)、四溴聯(lián)苯醚(BDE-47)、五溴聯(lián)苯醚(BDE-99和BDE-100之和)、六溴聯(lián)苯醚(BDE-153和BDE-154之和)、七溴聯(lián)苯醚(BDE-183)和十溴聯(lián)苯醚(BDE-209)含量分別為:nd-14.443 ng/g,0.554-30.011 ng/g,0.0526-14.226 ng/g,nd-8.773 ng/g,nd-11.101 ng/g和nd-22.350 ng/g。PBDEs總質(zhì)量濃度范圍為0.774-100.903 ng/g,平均為20.461 ng/g,各類(lèi)BDE同系物的檢出率為43.75%-100.00%,其中BDE-28,-47,-99和-100是百花湖沉積物中的優(yōu)勢(shì)同系物。與其他地方表層沉積物PBDEs含量相比,百花湖表層沉積物中PBDEs污染水平較高,應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。(2)制備了零價(jià)鐵(ZVI)、活性炭負(fù)載零價(jià)鐵(ZVI/AC)和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂負(fù)載零價(jià)鐵(ZVI/IER),并對(duì)其降解BDE-47的效果進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:制備的零價(jià)鐵粒徑范圍為90 nm-400 nm,屬于微米級(jí)。四種不同物質(zhì)對(duì)BDE-47的還原降解能力依次為ZVI/ACZVI/IERZVI太陽(yáng)光,且這四種BDE-47降解反應(yīng)均符合偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)。(3)篩選培養(yǎng)了好氧微生物和厭氧微生物并研究了其對(duì)BDE-47和BDE-99的還原降解效果。好氧菌降解BDE-47和BDE-99的能力大于厭氧菌的降解能力,好氧菌和厭氧菌降解BDE-47的速率均大于其降解BDE-99的速率。微生物降解PBDEs的速率隨著溴取代個(gè)數(shù)的增加而降低,此反應(yīng)亦符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)。(4)采用DFT方法計(jì)算BDE-47和BDE-99在氣相和溶劑化條件下的脫溴途徑,其計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果基本一致。說(shuō)明量子化學(xué)計(jì)算可以補(bǔ)充說(shuō)明實(shí)驗(yàn)研究,并在一定條件下對(duì)實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行預(yù)測(cè),減少實(shí)驗(yàn)成本和實(shí)驗(yàn)時(shí)間。(5)BDE同系物的QSPR最佳模型是log KSA= 0.001(±0.118)μ 29.547(±20.016)ELUMO 59.349(±15.367)EHOMO+0.065(±0.205)NBr 19.301(±3.678)。在QSPR模型中,除MLR外,BP-ANN、PCA-MLR和PLSR方法都能很好地描述和預(yù)測(cè)BDE同系物的log KSA,其中BP-ANN方法具有最好的描述能力和預(yù)測(cè)效果。
【關(guān)鍵詞】：多溴聯(lián)苯醚 零價(jià)鐵 微生物 還原降解 定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系
【學(xué)位授予單位】：貴州師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O625
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-12
• 第一章 綜述12-32
• 1.1 多溴聯(lián)苯醚的概述12-23
• 1.1.1 PBEDs的理化性質(zhì)12-13
• 1.1.2 PBEDs的應(yīng)用13-14
• 1.1.3 PBEDs在環(huán)境中的分布14-16
• 1.1.4 PBEDs的毒性16-17
• 1.1.5 PBEDs相關(guān)措施17
• 1.1.6 PBEDs降解方法17-19
• 1.1.7 PBEDs常用萃取方法19-20
• 1.1.8 PBEDs常用檢測(cè)方法20-23
• 1.2 零價(jià)鐵概述23-27
• 1.2.1 ZVI的性質(zhì)23-24
• 1.2.2 ZVI的制備24-27
• 1.3 定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系27-30
• 1.3.1 定量結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系概述27
• 1.3.2 QSPR模型建立方法27-29
• 1.3.3 QSPR模型檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量29
• 1.3.4 量子化學(xué)參數(shù)29-30
• 1.4 研究的目的及意義30-31
• 1.5 研究的主要內(nèi)容31-32
• 第二章 樣品采集與分析方法32-39
• 2.1 材料與方法32
• 2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器32
• 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑32
• 2.2 百花湖概況32-33
• 2.3 采樣點(diǎn)選擇33
• 2.4 分析方法33-38
• 2.4.1 表層水樣理化性質(zhì)測(cè)定33-34
• 2.4.2 孔隙水部分理化性質(zhì)的測(cè)定34
• 2.4.3 表層沉積物各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定34-36
• 2.4.4 BDE-47 降解研究36-37
• 2.4.5 微生物的篩選37-38
• 2.4.6 微生物降解PBDEs38
• 2.4.7 PBDEs含量的測(cè)定38
• 2.5 DFT方法計(jì)算PBDEs脫溴途徑及量子化學(xué)參數(shù)的選擇38-39
• 第三章 百花湖理化指標(biāo)分析39-46
• 3.1 百花湖表層水理化指標(biāo)分析39
• 3.2 百花湖孔隙水部分理化指標(biāo)分析39-41
• 3.3 百花湖表層沉積物中微生物含量分析41-42
• 3.4 百花湖表層沉積物中PBDEs相關(guān)分析42-46
• 3.4.1 PBDEs含量42-43
• 3.4.2 PBDEs與重金屬含量相關(guān)性分析43-46
• 第四章 PBDEs還原降解及其QSPR研究46-58
• 4.1 BDE-47 和BDE-99 降解研究46-50
• 4.1.1 表征制備的ZVI46
• 4.1.2 太陽(yáng)光、ZVI、ZVI/ AC和ZVI/IER降解BDE-47 及其動(dòng)力學(xué)方程46-48
• 4.1.3 微生物降解BDE-47 和BDE-99 及其動(dòng)力學(xué)方程48-50
• 4.2 DFT方法研究BDE-47 和BDE-99 的脫溴途徑50-52
• 4.3 BDE同系物的QSPR研究52-58
• 4.3.1 QSPR模型參數(shù)的選擇52-53
• 4.3.2 QSPR模型分析53-58
• 第五章 結(jié)論和建議58-60
• 5.1 結(jié)論58-59
• 5.2 建議59-60
• 參考文獻(xiàn)60-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 董洪梅;魏東洋;萬(wàn)大娟;孫云娜;許振成;;多溴聯(lián)苯醚的環(huán)境行為及其降解研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年17期

2 趙高峰;周懷東;付玉芹;趙月前;蔣金杰;蔡偉偉;魯曉紅;楊小滿;;白洋淀表層沉積物中的多鹵代芳烴及其潛在風(fēng)險(xiǎn)[J];中國(guó)工程科學(xué);2010年06期

3 何衛(wèi)紅;何平;張明;夏濤;陳學(xué)敏;王愛(ài)國(guó);;2,2’,4,4’-四溴聯(lián)苯醚對(duì)原代新生大鼠海馬細(xì)胞氧化應(yīng)激、DNA損傷和凋亡的影響[J];環(huán)境與健康雜志;2007年01期

4 邱心泓;方戰(zhàn)強(qiáng);;修飾型納米零價(jià)鐵降解有機(jī)鹵化物的研究[J];化學(xué)進(jìn)展;2010年Z1期

5 武俐;佘加平;趙同謙;王晴晴;徐莉莉;;負(fù)載型納米Fe與負(fù)載型納米Fe-Ni降解甲基橙的對(duì)比研究[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

6 楊華云;呂偉;季天嘉;李宸;李偉東;袁合金;;椒江中下游沉積物中多溴聯(lián)苯醚的分布特征[J];杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期

，

本文編號(hào)：856602