改性農(nóng)作物秸稈吸附聯(lián)用生物還原去除水體中高氯酸根的效果研究

【摘要】：作為一種新興的持久性無(wú)機(jī)污染物,環(huán)境系統(tǒng)中的高氯酸鹽因其存在濃度較低,物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,近年來(lái)引起了越來(lái)越多環(huán)境工作者的重視。高氯酸鹽對(duì)人體的影響主要體現(xiàn)在危害人體甲狀腺的正常功能,并影響危害神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育等,其已在我國(guó)形成了潛在健康威脅。因此,迅速、高效、無(wú)害化處理高氯酸鹽迫在眉睫。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)固體廢物的合理處置一直是環(huán)境保護(hù)工作中的重要問(wèn)題。本研究利用農(nóng)業(yè)固體廢物——麥草秸稈,通過(guò)一定的有機(jī)物進(jìn)行改性,合成改性麥草吸附劑,用于高氯酸鹽的吸附處理。富集在改性麥草吸附劑表面的高氯酸鹽,需要通過(guò)一定的方式二次處理,使吸附劑可以重復(fù)利用。因此本研究聯(lián)用微生物處理技術(shù),馴化培養(yǎng)出高效的混合型高氯酸鹽還原菌,利用微生物直接進(jìn)行富集在固體表面的高氯酸鹽的還原,使其徹底無(wú)害化。本研究的主要結(jié)論為： 1.經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)甄選合適的改性方法,以硝酸根為模擬處理對(duì)象,按照改性合成的吸附劑產(chǎn)品對(duì)硝酸根的處理效果,得知乙二胺-三乙胺改性所得吸附劑產(chǎn)品(EET-MWS)的吸附效率更高,效果更好,適用于高氯酸根陰離子的去除; 2.通過(guò)對(duì)改性產(chǎn)品的表征,得知改性麥草吸附劑起主要作用的并不是表面空隙,而是改性合成時(shí)引入的有機(jī)官能團(tuán),其使吸附劑表面帶正電荷,利于陰離子的吸附,形成了具有一定選擇性的吸附位； 3.改性麥草吸附劑對(duì)高氯酸根的吸附特性研究表明,EET-MWS對(duì)高氯酸根的吸附為離子交換過(guò)程,高氯酸根代替了有機(jī)官能團(tuán)上的氯離子,并且吸附過(guò)程自發(fā),放熱,室溫(25℃)下最高吸附量可達(dá)119mg g-1,相較于常見(jiàn)吸附劑來(lái)說(shuō)吸附效率較高,造價(jià)低,適用于大規(guī)模使用; 4.按照一定方法馴化培養(yǎng)所得的混合微生物,對(duì)水體中的高氯酸根具有較高的還原效率,可以參與吸附劑表面高氯酸根的直接生物還原,EET-MWS對(duì)高氯酸根的動(dòng)態(tài)吸附效果良好,可重復(fù)進(jìn)行,聯(lián)用微生物還原后可以達(dá)到高氯酸根的徹底無(wú)害化處理。 【關(guān)鍵詞】：高氯酸鹽 吸附 馴化 微生物再生
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：X52
【目錄】：

• 摘要10-11
• Abstract11-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 引言13
• 1.2 高氯酸鹽的理化性質(zhì)和用途13-14
• 1.3 高氯酸鹽的污染效應(yīng)14-18
• 1.3.1 高氯酸根對(duì)水體環(huán)境和食品的污染14-16
• 1.3.2 高氯酸鹽的環(huán)境遷移及降解16-17
• 1.3.3 高氯酸鹽的生物毒性效應(yīng)及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)17-18
• 1.4 現(xiàn)有的高氯酸鹽處理方法18-20
• 1.4.1 離子交換法18-19
• 1.4.2 活性炭吸附和膜分離處理技術(shù)19
• 1.4.3 化學(xué)還原和電化學(xué)還原法19-20
• 1.4.4 植物修復(fù)20
• 1.4.5 微生物降解20
• 1.5 本研究的主要內(nèi)容20-22
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法22-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料22-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料22
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥劑22-23
• 2.2 儀器與設(shè)備23-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法25-36
• 2.3.1 麥草秸稈改性陽(yáng)離子型吸附劑的合成25-26
• 2.3.2 不同改性產(chǎn)品吸附效果對(duì)比26
• 2.3.3 改性陽(yáng)離子型吸附劑的表征26-27
• 2.3.4 高氯酸根離子的檢測(cè)27-28
• 2.3.5 秸稈改性吸附劑吸附高氯酸根的動(dòng)力學(xué)及吸附等溫線實(shí)驗(yàn)28-29
• 2.3.6 高氯酸根還原菌的培養(yǎng)馴化29-30
• 2.3.7 馴化培養(yǎng)混合菌總DNA的提取及特定基因片段的嵌套式擴(kuò)增30-33
• 2.3.8 高氯酸根還原菌的DGGE分析及菌種鑒定33-34
• 2.3.9 混合菌群對(duì)水體中高氯酸根的還原34
• 2.3.10 秸稈改性吸附劑吸附高氯酸根的動(dòng)態(tài)吸附及還原實(shí)驗(yàn)34-36
• 第三章 麥草改性陽(yáng)離子型吸附劑的改性方法優(yōu)化及表征36-43
• 3.1 改性麥草吸附劑對(duì)不同濃度硝酸根的吸附去除效果36-38
• 3.2 改性麥草秸稈的元素分析38-39
• 3.3 改性麥草秸稈的比表面積及孔隙分析39
• 3.4 改性產(chǎn)品的掃描電鏡分析39-40
• 3.5 改性產(chǎn)品的zeta電位分析40-41
• 3.6 改性產(chǎn)品的IR圖譜分析41-42
• 3.7 小結(jié)42-43
• 第四章 改性陽(yáng)離子型吸附劑對(duì)高氯酸根離子的吸附特性研究43-51
• 4.1 改性秸稈吸附劑吸附動(dòng)力學(xué)研究43-46
• 4.2 改性秸稈吸附劑吸附等溫線測(cè)定46-50
• 4.3 小結(jié)50-51
• 第五章 高氯酸根還原菌馴化前后生物群落的變化及菌種的鑒定51-56
• 5.1 混合活性污泥的培養(yǎng)馴化51-52
• 5.2 混合厭氧培養(yǎng)菌總DNA提取52-53
• 5.3 混合厭氧型高氯酸根還原菌的嵌套式PCR53-54
• 5.4 DGGE基因片段分離結(jié)果54
• 5.5 小結(jié)54-56
• 第六章 混合型高氯酸根還原菌對(duì)高氯酸根離子的生物還原56-63
• 6.1 混合厭氧型高氯酸根還原菌對(duì)水體中高氯酸根的還原56-59
• 6.2 改性吸附劑對(duì)高氯酸根的動(dòng)態(tài)吸附及還原實(shí)驗(yàn)59-62
• 6.2.1 改性秸稈吸附劑對(duì)高氯酸根溶液的動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)59-61
• 6.2.2 改性麥草吸附劑的微生物還原61-62
• 6.3 小結(jié)62-63
• 第七章 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文75-76
• 附表76

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