重金属胁迫下改性生物炭对染料废水抗性基因削减作用
发布时间：2021-08-08 18:16
近年来,抗生素的过量使用导致了抗生素抗性基因（Antibiotic Resistance Gene,ARG）在环境中广泛传播,多种环境因素如重金属离子对环境中的ARGs具有协同选择作用。印染废水中重金属（Heavy Metal,HM）的存在,对水处理生物单元中的微生物群落形成选择压力,进而导致了ARGs的产生与迁移。污水厂长期处理含重金属的印染废水后,出现抗生素抗性菌株（Antibiotic Resistance Bacteria,ARB）富集且ARGs高丰度检出。而现有水处理工艺对于抗性基因的去除效果并不理想。近年来,生物炭（Biochar,BC）作为一种具有丰富理化性质可应用于不同生态环境修复的功能性材料得到广泛关注。以高效去除废水中重金属离子等污染物为目的,同时改性材料的选择考虑后期需投加到生物系统中,选择无毒无害改性材料β-环糊精,制备一种用于去除水体环境中污染物及ARGs的功能性BC。为解决水处理过程中ARGs的产生传播导致的新型环境污染提供可行性方案。本研究在秸秆生物炭基础上进行表面改性制备一种具有丰富理化性质及高效污染物去除能力的功能性生物炭β-BC。在此基础上,建立一种...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
抗生素抗性基因在环境中传播来源及途径近年来，各类新型合成或复合金属材料逐渐被开发应用于医疗行业，重金属抗菌剂的普遍使用等原因使得抗生素和重金属协同污染情况广泛存在，导致最终结
它通常用于修正土壤及水体环境中污染物去除等多个领域，并获得良好效果[67]。BC 是一个废弃物堆肥处理过程中有效的外源促进剂由于其独特的性，如其化学成分，高比表面积，微孔率和吸附能力等特点。生物炭的物理化学性影响其在整个基质中的宏观，微观和纳米多孔结构的作用效率，并且 BC 具促进环境中易残留难去除的金属离子还原成更稳定的形式，有效降低其生物利度达到避免金属离子残留对周围生态环境以及生物体的潜在危害[68]。其他研究果也巩固了生物炭去除重金属离子主要通过生物炭表面功能性官能团（如 OH，OOH 等）与重金属离子之间的离子交换和络合作用[69,70]。生物炭与重金属相互用机理取决于 BC 制备及反应过程当中几点关键因素的选择如热解温度，原料型，pH 和施用率等。如图 1-2 所示，生物炭去除重金属离子的机理可能涉及物吸附，静电相互作用，离子交换，表面络合和沉淀[71]。目前已有几项研究检验污水污泥，动物粪便如牛粪、鸡粪，饲料和农业副产品（如甜菜，苜蓿茎，玉穗轴，柳枝稷，银胶菊，玉米秸秆，大豆秸秆等）衍生的生物炭，用于去除几典型重金属污染物即含水体系中的金属（Cu2 +，Pb2 +，Ni2 +，Zn2 +，Sb2+和d2+）[72,73]。
图 1-3 生物炭修复土壤生态系统的概念模型图炭对污泥系统中 ARGs 行为特征的影响是生物质材料在厌氧或部分厌氧的条件下经高温裂解之后产生且具有极高稳定性的多孔芳香类化学物质。生物炭具有丰富的性赋予了生物炭丰富的环境功能[7]。近年来，生物炭材料在水如有机染料、重金属离子等物质的去除以及环境改善等方面的
【参考文献】：
期刊论文
[1]污水深度处理工艺对抗生素抗性菌和抗性基因去除研究进展[J]. 张治国,李斌绪,李娜,许坤,朱昌雄,李红娜,吕锡武. 农业环境科学学报. 2018(10)
[2]生物炭对杨树人工林土壤微生物量及碳源代谢多样性的影响[J]. 许文欢,邓芳芳,方水元,王国兵,阮宏华,曹国华. 南京林业大学学报(自然科学版). 2016(05)
[3]环境中抗生素抗性基因的水平传播扩散[J]. 杨凤霞,毛大庆,罗义,汪庆,母全华. 应用生态学报. 2013(10)
[4]环境抗生素抗性基因研究进展[J]. 苏建强,黄福义,朱永官. 生物多样性. 2013(04)
硕士论文
[1]矿物和生物炭材料负载β-环糊精及对水体中污染物的吸附研究[D]. 郑盛阳.扬州大学 2017
本文编号：3330441
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
抗生素抗性基因在环境中传播来源及途径近年来，各类新型合成或复合金属材料逐渐被开发应用于医疗行业，重金属抗菌剂的普遍使用等原因使得抗生素和重金属协同污染情况广泛存在，导致最终结
它通常用于修正土壤及水体环境中污染物去除等多个领域，并获得良好效果[67]。BC 是一个废弃物堆肥处理过程中有效的外源促进剂由于其独特的性，如其化学成分，高比表面积，微孔率和吸附能力等特点。生物炭的物理化学性影响其在整个基质中的宏观，微观和纳米多孔结构的作用效率，并且 BC 具促进环境中易残留难去除的金属离子还原成更稳定的形式，有效降低其生物利度达到避免金属离子残留对周围生态环境以及生物体的潜在危害[68]。其他研究果也巩固了生物炭去除重金属离子主要通过生物炭表面功能性官能团（如 OH，OOH 等）与重金属离子之间的离子交换和络合作用[69,70]。生物炭与重金属相互用机理取决于 BC 制备及反应过程当中几点关键因素的选择如热解温度，原料型，pH 和施用率等。如图 1-2 所示，生物炭去除重金属离子的机理可能涉及物吸附，静电相互作用，离子交换，表面络合和沉淀[71]。目前已有几项研究检验污水污泥，动物粪便如牛粪、鸡粪，饲料和农业副产品（如甜菜，苜蓿茎，玉穗轴，柳枝稷，银胶菊，玉米秸秆，大豆秸秆等）衍生的生物炭，用于去除几典型重金属污染物即含水体系中的金属（Cu2 +，Pb2 +，Ni2 +，Zn2 +，Sb2+和d2+）[72,73]。
图 1-3 生物炭修复土壤生态系统的概念模型图炭对污泥系统中 ARGs 行为特征的影响是生物质材料在厌氧或部分厌氧的条件下经高温裂解之后产生且具有极高稳定性的多孔芳香类化学物质。生物炭具有丰富的性赋予了生物炭丰富的环境功能[7]。近年来，生物炭材料在水如有机染料、重金属离子等物质的去除以及环境改善等方面的
【参考文献】：
期刊论文
[1]污水深度处理工艺对抗生素抗性菌和抗性基因去除研究进展[J]. 张治国,李斌绪,李娜,许坤,朱昌雄,李红娜,吕锡武. 农业环境科学学报. 2018(10)
[2]生物炭对杨树人工林土壤微生物量及碳源代谢多样性的影响[J]. 许文欢,邓芳芳,方水元,王国兵,阮宏华,曹国华. 南京林业大学学报(自然科学版). 2016(05)
[3]环境中抗生素抗性基因的水平传播扩散[J]. 杨凤霞,毛大庆,罗义,汪庆,母全华. 应用生态学报. 2013(10)
[4]环境抗生素抗性基因研究进展[J]. 苏建强,黄福义,朱永官. 生物多样性. 2013(04)
硕士论文
[1]矿物和生物炭材料负载β-环糊精及对水体中污染物的吸附研究[D]. 郑盛阳.扬州大学 2017
本文编号：3330441
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