黑碳对沉积物中壬基酚吸附/解吸和微生物降解的影响

发布时间：2021-07-27 22:23

　　黑碳是沉积物有机质的重要组成部分,由于其吸附性能强、制备成本低、二次污染少等特点,黑碳在水体疏水性有机物（HOCs）污染控制中具有广阔的应用前景。然而,黑碳对沉积物中HOCs的锁定作用,及其微生物降解的影响,尤其是微生物降解速率的影响,尚缺乏系统研究。一方面,黑碳会减少HOCs的快速解吸量,抑制其生物可利用性,降低HOCs的降解速率；另一方面,黑碳又会为微生物提供附着载体,并可能降低HOCs对微生物的毒害作用,促进微生物生长,提高HOCs的降解速率。针对这一问题,本文以典型的环境内分泌干扰物和持久性污染物壬基酚（NP）为目标污染物,一方面,研究了新鲜态和老化态黑碳-沉积物体系对NP的吸附-解吸性能与机理,并运用不同染毒顺序模拟了可能的污染情况下应用黑碳进行有机污染控制的可行性；另一方面,探讨了不同NP初始浓度下,黑碳对沉积物中NP微生物降解的不同作用与影响机理。从而阐明黑碳对沉积物中HOCs的长期归趋的影响,以及将黑碳应用于HOCs修复的可行性,从而为水环境中HOCs的污染控制与原位修复提供理论依据。取得的主要结果如下：（1）制备并表征了水稻秸秆碳（RC）和粉煤灰黑碳（FC）。两种黑碳... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：163 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 壬基酚在水环境中的分布、迁移转化与归趋
        1.1.1 壬基酚的来源与危害
        1.1.2 壬基酚在水环境中的分布和污染现状
        1.1.3 壬基酚在水环境中的迁移转化与归趋
        1.1.4 壬基酚污染控制技术
    1.2 黑碳的来源与理化性质
    1.3 黑碳对疏水性有机污染物的吸附解吸作用
        1.3.1 黑碳对HOCs的非线性吸附行为与吸附机理
        1.3.2 黑碳对HOCs的吸附模型
        1.3.3 黑碳对沉积物HOCs解吸的影响
        1.3.4 黑碳对HOCs的生物可利用性的影响
    1.4 黑碳对沉积物中HOCs微生物降解的影响
    1.5 研究内容和技术路线
        1.5.1 研究目的与意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 技术路线
第二章 不同来源黑碳对壬基酚的吸附行为
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 黑碳的制备
        2.2.2 黑碳性质的表征
        2.2.3 两种黑碳对NP的吸附行为
        2.2.4 数据处理
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 黑碳的表征
        2.3.2 黑碳对壬基酚的吸附等温线及影响因素
    2.4 本章小结
第三章 新鲜黑碳-沉积物体系中壬基酚的吸附解吸行为
    3.1 引言
    3.2. 材料与方法
        3.2.1 沉积物样品采集
        3.2.2 黑碳-沉积物体系的制备
        3.2.3 NP在黑碳-沉积物体系上的吸附等温线
        3.2.4 NP在黑碳-沉积物体系上的解吸动力学
        3.2.5 数据分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 NP在黑碳-沉积物体系上的吸附行为
        3.3.2 NP在黑碳-沉积物体系上的解吸动力学
        3.3.3 NP在黑碳-沉积物体系上的吸附解吸参数的相关性
    3.4 本章小结
第四章 老化态黑碳-沉积物体系中壬基酚的吸附解吸行为与机理
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 黑碳的老化
        4.2.2 NP在老化态黑碳-沉积物体系上的吸附等温线
        4.2.3 NP在老化态黑碳-沉积物体系上的解吸动力学
        4.2.4 数据分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 NP在老化态黑碳-沉积物体系上的吸附行为
        4.3.2 NP在老化态黑碳-沉积物体系上的解吸动力学
        4.3.3 Tenax单点解吸量与快速解吸组分的相关性
    4.4 本章小结
第五章 不同环境条件下黑碳对壬基酚固定作用的情景模拟研究
    5.1 前言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 NP在RC和沉积物上的染毒与老化
        5.2.2 不同顺序的染毒方法
        5.2.3 Tenax辅助解吸动力学实验
        5.2.4 数据处理方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 NP在RC,RC-沉积物体系和沉积物上的解吸动力学
        5.3.2 不同染毒顺序吸附体系的NP解吸动力学
    5.4 本章小结
第六章 黑碳对沉积物中壬基酚微生物降解的影响
    6.1 前言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 试剂与材料
        6.2.2 RC-沉积物体系中NP的萃提方法的建立
        6.2.3 RC-沉积物体系中NP的微生物降解
        6.2.4 NP毒性实验
        6.2.5 数据处理
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 RC-沉积物体系中NP萃提方法的优化
        6.3.2 NP在RC-沉积物体系中的微生物降解
        6.3.3 黑碳影响自然沉积物中NP微生物降解的机理
    6.4 本章小结
第七章 黑碳-沉积物体系中壬基酚微生物降解机制
    7.1 前言
    7.2 材料与方法
        7.2.1 单点Tenax解吸实验
        7.2.2 生物膜形态观察
        7.2.3 微生物相测定
    7.3 结果与讨论
        7.3.1 降解过程中NP解吸量与降解量之间的关系
        7.3.2 NP降解过程中微生物量与形态的变化
        7.3.3 NP降解过程中微生物群落结构变化
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 研究结论
    8.2 创新点
    8.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间主要的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]壬基酚对黑斑蛙神经活动的影响[J]. 黄敏毅,俞丽丽,段仁燕,王倩.  生态学杂志. 2009(08)
[2]壬基酚孕期经口染毒对F1代昆明小鼠卵巢发育的影响[J]. 章靖一,任慕兰.  生殖与避孕. 2009(06)
[3]壬基酚和辛基酚对子代雄性大鼠肝脏的氧化损伤作用[J]. 黄丽华,杨晓燕,刘继文.  新疆医科大学学报. 2009(05)
[4]黑碳对污染物环境地球化学过程的影响[J]. 杨基峰,应光国,赵建亮,杨小兵,彭平安.  生态环境. 2008(04)
[5]温榆河沉积物中壬基酚和双酚A的分布[J]. 雷炳莉,骆坚平,查金苗,黄圣彪,刘操,王子健.  环境化学. 2008(03)
[6]黄河(兰州段)水生生态系统中壬基酚的分布研究[J]. 王平,徐建,王平,郭炜烽,朱琳,戴树桂.  城市环境与城市生态. 2006(02)
[7]夏季海河与渤海湾中壬基酚和辛基酚污染的状况[J]. 沈钢,张祖麟,余刚,李发生,李雪.  中国环境科学. 2005(06)
[8]珠江三角洲河流沉积物中的壬基酚[J]. 陈兵,麦碧娴,陈社军,杨清书,盛国英,傅家谟.  中国环境科学. 2005(04)
[9]黄河(兰州段)水环境中壬基酚及壬基酚聚氧乙烯醚污染的初步研究[J]. 侯绍刚,徐建,汪磊,孙红文,戴树桂,刘昕宇.  环境化学. 2005(03)
[10]洪季珠江三角洲水系烷基酚污染状况研究[J]. 段菁春,陈兵,麦碧娴,杨清书,盛国英,傅家谟.  环境科学. 2004(03)

博士论文
[1]壬基酚对玫瑰无须鲃及牙鲆鳃细胞系的毒性效应[D]. 肖勤.中国海洋大学 2006

硕士论文
[1]引黄水中内分泌干扰物壬基酚、邻苯二甲酸二丁酯、双酚A的现状分析及降解研究[D]. 赵艳红.山西大学 2005



本文编号：3306661