藻源性非受控含氮消毒副产物苯乙腈的生成研究

发布时间：2017-08-29 04:08

  本文关键词：藻源性非受控含氮消毒副产物苯乙腈的生成研究

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【摘要】：本文在探明苯丙氨酸主要消毒副产物苯乙腈的基础上,展开了水环境藻类-蛋白质-氨基酸等前体物的识别研究。采用固相萃取(Solid phase extraction,SPE)进行水样预处理,SCX填料作为吸附氨基酸的载体,对超纯水、自来水、原水环境下L-赖氨酸进行加标回收。三种水环境下,L-赖氨酸的加标回收率均满足美国EPA的规定(回收率在70~120%),回收率分别到78.67%、86%、91.6%。结果表明,SCX-固相萃取法具有很好的吸附效果,可以作为测定氨基酸方法之一。苯丙氨酸、藻蓝蛋白以及铜绿微囊藻在消毒过程中均可产生苯乙腈,最大产量分别为721μg/L、252μg/L和86μg/L。有效氯浓度、反应时间和pH等是苯乙腈产量的主要影响因素。结果表明,在消毒过程中,与氯反应的主要是小分子的有机氮,如氨基酸。因此可以确定藻源生长过程中,EOM和IOM释放出的有机氮和氨基酸是产生消毒副产物苯乙腈的主要前体物,且有效氯浓度和pH对苯乙腈的生成影响较大,其中当Cl/N=2.5,pH=7时,苯乙腈的生产量最大。三种不同水环境下,苯乙腈生成量也不同,分别为原水自来水超纯水。水环境中常见优势藻—铜绿微囊藻衍生含氮有机物包括蛋白质及溶解性氨基酸,是产生苯乙腈的主要物质。铜绿微囊藻生长周期内胞外蛋白质及氨基酸最高浓度为103mg/L和0.8845mg/L(第16天时),胞内蛋白质及氨基酸最高浓度为116mg/L和2.446mg/L(第16天时),在厌氧和加高有机物的培养液中培养时,藻类的生长是呈抑制状态,周期相对较短,胞内外含氮有机物的含量相对较少,说明藻类在死亡过程中,不会产生含氮有机污染物。藻蓝蛋白可在不同水环境下转化成氨基酸,当pH不同时,在超纯水和原水的水环境下,酸性条件中蛋白质的水解更为彻底,氨基酸含量达到最大值分别为10mg/L和14.2mg/L。缺氧条件下,藻蓝蛋白的水解速度和氨基酸的含量在中性条件下达到最大。
【关键词】：含氮消毒副产物 铜绿微囊藻 藻蓝蛋白 苯乙腈 水环境
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.2
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 水源环境污染10-11
• 1.1.1 天然有机物10-11
• 1.1.2 人工合成有机物11
• 1.1.3 高氨氮及富营养化11
• 1.2 饮用水消毒11-13
• 1.3 氯化消毒副产物及其前体物研究进展13-19
• 1.3.1 消毒副产物的种类13-16
• 1.3.2 DBPs分析检测技术16-17
• 1.3.3 含氮有机物17-18
• 1.3.4 以氨基酸为主含氮有机物衍生消毒副产物18
• 1.3.5 藻类-消毒副产物的前体物研究进展18-19
• 1.4 研究课题选题思路19-21
• 1.5 技术路线21-22
• 第2章 试验材料及方法22-28
• 2.1 药剂及仪器22
• 2.2 分析仪器22-23
• 2.3 分析方法23
• 2.3.1 余氯的检测方法23
• 2.3.2 消毒副产物苯乙腈的GC-MS监测方法23
• 2.4 试验方法23-25
• 2.4.1 氨基酸测定方法23-24
• 2.4.2 水样预处理方法24
• 2.4.3 消毒副产物苯乙腈的试验方法24-25
• 2.5 蛋白质的检测方法25
• 2.6 藻类测定方法25
• 2.7 藻蓝蛋白及藻类消毒试验方法25-28
• 第3章 水环境微量氨基酸的测定28-32
• 3.1 L-赖氨酸的标准曲线28-29
• 3.2 水样预处理29
• 3.3 不同水环境中L-赖氨酸的加标回收率29-31
• 3.3.1 超纯水加标回收29-30
• 3.3.2 自来水加标回收30-31
• 3.3.3 原水加标回收31
• 3.4 本章小结31-32
• 第4章 饮用水非受控类含氮消毒副产物苯乙腈与藻类的源生关系32-40
• 4.1 消毒副产物苯乙腈的生成途径32-34
• 4.2 水环境中苯丙氨酸消毒产生苯乙腈影响因素分析34-35
• 4.3 水环境中藻蛋白消毒产生苯乙腈影响因素分析35-37
• 4.4 水环境中微囊藻消毒产生苯乙腈影响因素分析37-38
• 4.5 本章小结38-40
• 第5章 水环境铜绿微囊藻含氮有机物释放机理研究40-48
• 5.1 铜绿微囊藻标准曲线40-41
• 5.2 正常情况下藻液胞内外含氮有机物分布情况41-42
• 5.3 非正常情况下藻液胞内外含氮有机物分布情况42-46
• 5.3.1 原水条件下藻液胞内外含氮有机物分布情况42-43
• 5.3.2 原水厌氧加腐植酸条件下藻液胞内外含氮有机物分布情况43-45
• 5.3.3 缺氧条件下藻液胞内外含氮有机物分布情况45
• 5.3.4 缺氧加腐植酸条件下藻液胞内外含氮有机物分布情况45-46
• 5.4 本章小结46-48
• 第6章 不同水环境下藻蓝蛋白转化成氨基酸的规律48-58
• 6.1 纯水中蛋白质转化成氨基酸分布情况48-51
• 6.1.1 pH对蛋白质转化氨基酸的影响48-50
• 6.1.2 DO对蛋白质转化氨基酸的影响50-51
• 6.2 原水中蛋白质转化成氨基酸分布情况51-53
• 6.2.1 pH对蛋白质转化氨基酸的影响51-52
• 6.2.2 DO对蛋白质转化氨基酸的影响52-53
• 6.3 藻液中蛋白质转化成氨基酸分布情况53-56
• 6.3.1 pH对蛋白质转化氨基酸的影响53-54
• 6.3.2 DO对蛋白质转化氨基酸的影响54-56
• 6.4 本章小结56-58
• 第7章 结论与建议58-62
• 7.1 结论58-60
• 7.2 建议60-62
• 参考文献62-67
• 作者在攻读硕士学位期间所取得的科研成果67-68
• 致谢68

【参考文献】

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本文编号：751215