黑土对邻苯二甲酸二丁酯的吸附特性及生物监测指标筛选

发布时间：2020-07-23 15:46

【摘要】：邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是PAEs家族中很常见的一种化合物,因其对塑料具有良好的改性和增塑作用,而被广泛的应用于塑料制品和其它众多的工业产品中,随之而来的是DBP在世界大范围内扩散,目前已经可以证实,DBP具有“三致”效应并能干扰生物体的内分泌作用造成内分泌紊乱,因此对于减少酞酸酯类有机污染物对环境的潜在危害,改良已经受到污染的土壤资源,越来越受到全社会的关注。土壤对机污染物的吸附作用,对其迁移转化和生物有效性都有着重要影响,黑土富含对吸附起着重要作用的有机质,这也就表明黑土对DBP可能具有很高的吸附性。同时对于DBP在被土壤吸附后可能对环境产生的危害通过微生物法、生物标志物法等生物监测指标来判断是否可以有效对DBP污染进行评价,通过实验得出了以下结果:通过吸附动力学和吸附热力学研究表明,土壤吸附DBP在24 h达到平衡,反应的前7.5h为快速吸附期。采用准一级动力学和准二级动力学以及叶洛维奇方程对DBP的吸附过程进行拟合,拟合结果显示土壤吸附DBP遵循准二级动力学模型,吸附热力学通过拟合发现采用Freundlich模型的R~2值达到0.9989且K_F值为2.3035,Freundlich模型能够较好的模拟DBP在土壤和水相间的吸附量关系。通过改变温度、pH、离子强度和添加DOM等条件,探究其对土壤吸附DBP的影响,研究表明,温度和DOM对于土壤吸附DBP有很大的影响,试验设计了3个温度梯度,分别为25℃、16℃和4℃,研究发现随着温度的降低土壤对DBP的吸附量逐渐增加,证明土壤对于DBP的吸附作用为放热反应。试验中在添加了DOM后土壤对于DBP的吸附量得到了很大的提高,证明DOM在土壤吸附DBP的过程中扮演着重要的角色。pH对于DBP的吸附可以产生一定的影响,在pH小于或者大于7时,土壤对于DBP的吸附都呈下降趋势。离子强度对于土壤吸附DBP,在离子强度小于0.01 mol·L~(-1),随着离子强度的提高土壤对DBP的吸附量呈上升趋势,但是当离子强度超过一定值时吸附量降低,开始阻碍吸附的进行。分别对以下四种土壤酶活进行了检测,DBP对土壤中过氧化氢酶活性具有低浓度促进高浓度抑制的作用,低浓度处理下一段时间后土壤过氧化氢酶活性才开始降低,而在高浓度情况下DBP对于过氧化氢酶的抑制率显着提高。在浓度较低的情况下,DBP对脲酶的活性影响并不大,高浓度的DBP对于脲酶的活性抑制较强,而且在高浓度处理下酶活与DBP呈现出一定的计量效应关系。DBP对土壤蔗糖酶活性影响较大无论较低浓度处理下还是在高浓度处理下活性都会显着下降,并且随着时间的延长,酶活性也在持续降低。当DBP处在较低浓度时,酸性磷酸酶活性变化大小并不是很不明显,但是当DBP浓度升高到一定程度之后,酸性磷酸酶的活性变化较大,此后在第二十天到第三十天酶活开始产生波动,先升高后降低,最终酸性磷酸酶活性趋于平缓。土壤中的微生物暴露在DBP污染中,在整个培养周期中,随着DBP含量的下降,MBP和PA的含量迅速上升,并且始终保持着上升趋势,作为难降解的DBP特定微生物代谢产物,MBP和PA是DBP的暴露生物标志物,可以作为一项生物监测指标。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X835;X53
【图文】：

言苯二甲酸二丁酯简介二甲酸酯（PAEs），又称酞酸酯，是邻苯二甲酸形成的酯的统称，因其具塑的作用，而被广泛的应用于塑料制品及其它多种工业产品的生产中。当已经成为世界上应用量最大、应用范围最广的人工合成有机物之一。在长酞酸酯大量进入环境中，因其具有“三致”效应并能干扰生物体的内分泌系乱[1]。目前已经成为美国环境保护署、欧盟和中国国家环境监测中心重点有机污染物之一[2]。邻苯二甲酸二丁酯（DBP）是 PAEs 家族中最常见的一国内用量最多的增塑剂之一。DBP 的大量使用导致其潜在环境风险不断加种渠道直接对人类健康产生威胁[3-4]，所以目前 DBP 污染也就越来越受到重味无色的合成物质，他们可以很容易地释放到环境中，因为它与其他基质。因此 DBP 在沉积物[5]、水体[6]、空气[7]和土壤[8]中都被发现存在。

酶的作用下进行芳香环开裂的反应。邻苯二甲酸的降解主要通过以下两种途径兰氏阳性菌（G+菌）通过双加氧酶的催化作用，使邻苯二甲酸发生反应生成 二甲酸，然后再发生脱羧反应生成 3,4-二羟基苯甲酸（原儿茶酸，Protocatechui酸再通过邻位或间位途径发生苯环裂解反应，最终氧化成二氧化碳和水；另一性菌（G-菌）在邻苯二甲酸的 4 或 5 位进行氧化脱氢，而后经过一系列反应最 CO2[89-90]，代谢途径如图 1-2[91]。DBP 在厌氧条件下的降解途径目前的研究相究指出邻苯二甲酸能够在厌氧条件下分解成为乙酸盐、H2和 CO2。还有研究指物厌氧条件下发酵，最后分解为 CH4，H2O 和 CO2[92]。

.8.2 创新点文章以 DBP 为研究对象，研讨其在土壤中的吸附特性，并采用生物监测法以微生物标志物法作为指标，从生物角度评估 DBP 被土壤吸附后对环境和微生物的损害。1.9 技术路线图 1-3 为本文的技术路线

【参考文献】

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本文编号：2767519