含持久性自由基生物炭的毒性及对对硝基苯酚的去除作用

发布时间：2023-12-09 10:51

　　生物炭作为一种新型的功能性材料备受关注,近年来在水体和土壤修复中的应用逐渐增加,但研究发现生物炭中可能含有大量的持久性自由基(PFRs)。这些PFRs既能作为氧化还原介体促进污染物和重金属的降解和转化,也会刺激生物体产生氧化应激反应。目前关于生物炭中的PFRs在污染物降解体系中的环境行为及其对目标污染物的降解作用还缺乏细致深入的研究;另外,由于生物炭的大量使用,在应用和处理过程中都会以不同方式进入水体,但对于含PFRs的生物炭对水生生物的不利影响尚未得到足够的重视。在本项研究中,我们以松针为生物质原料,缺氧条件下热解制备了含PFRs的生物炭,考察了热解温度、热解时间对生成的PFRs浓度和种类的影响,并对其环境持久性进行了分析,同时也探究了生物质原料中有机物含量对生物炭PFRs浓度的影响。以发光菌和斜生栅藻作为受试生物,以斜生栅藻的生长抑制率、叶绿素a合成、ROS含量和SOD水平以及发光菌的发光抑制率作为毒性终点评价了含PFRs的生物炭的水生毒性。另一方面,将含PFRs的生物炭与零价铁复合制备了复合材料,探究其复合质量比、溶液pH、材料剂量等对典型污染物对硝基苯酚(PNP)去除效果的影响...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 生物炭研究现状
        1.1.1 生物炭的形成及其特性
        1.1.2 生物炭的应用
        1.1.3 生物炭的持久性自由基(PFRs)
        1.1.4 生物炭的毒性研究现状
    1.2 含PFRs的生物炭及其复合材料对污染物的降解研究现状
        1.2.1 含PFRs的生物炭对污染物的降解研究
        1.2.2 生物炭复合材料对污染物的降解研究
    1.3 研究意义及内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 研究内容
2 材料与方法
    2.1 试剂与仪器
        2.1.1 试剂
        2.1.2 仪器
    2.2 生物炭及其复合材料的制备和表征
        2.2.1 含PFRs生物炭的制备
        2.2.2 零价铁/生物炭(nZVI/BC)复合材料的制备
        2.2.3 生物炭及其复合材料的表征
    2.3 生物炭的EPR检测
        2.3.1 生物炭PFRs的检测
        2.3.2 生物炭PFRs进入水相后ROS的检测
    2.4 含PFRs的生物炭毒性测试方法
        2.4.1 发光菌的毒性实验方法
        2.4.2 斜生栅藻的毒性实验
    2.5 nZVI/BC复合材料对PNP的去除作用
        2.5.1 批次实验
        2.5.2 体系中羟基的检测
    2.6 数据处理
3 含环境持久性自由基的生物炭的表征及其毒性效应
    3.1 生物炭的表征
    3.2 生物炭持久性自由基的检测
        3.2.1 标准曲线的建立
        3.2.2 热解条件对生物炭PFRs生成的影响
        3.2.3 生物炭PFRs的稳定性
        3.2.4 生物质中有机质对生物炭PFRs生成的影响
    3.3 含PFRs的生物炭的毒性效应
        3.3.1 含PFRs的生物炭对发光菌的急性毒性
        3.3.2 含PFRs的生物炭对斜生栅藻的急性毒性
        3.3.3 含PFRs的生物炭对斜生栅藻的氧化损伤
    3.4 生物炭PFRs与其生物毒性的相关性
    3.5 生物炭进入水相后羟基的产生
    3.6 讨论
    3.7 本章小结
4 生物炭复合材料对污染物的去除研究
    4.1 nZVI/BC复合材料的表征
    4.2 溶液PH对 PNP去除的影响
    4.3 生物炭单独使用时对PNP的去除效果
    4.4 BC与 nZVI的复合质量比对PNP去除作用的影响
    4.5 nZVI/BC去除PNP体系中羟基的检测
    4.6 PFRs在 nZVI/BC去除PNP体系中的作用
    4.7 讨论
    4.8 本章小结
结论
建议
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3871425