膦酸酯不同降解途径的磷酸盐氧同位素特征研究
发布时间：2021-10-18 14:38
膦酸酯类化合物包含多种除草剂、阻燃剂等,可通过各种途径进入水体。过量的膦酸酯类化合物输入,在水体中消解后（紫外光降解、光催化降解及微生物降解等）产生过量的磷酸盐,可导致水体富营养化。对污染物实行源头控制是防治污染的关键,因为磷酸盐中的氧同位素会保留磷来源的信息,因此被广泛应用于磷来源的解析。但由于膦酸酯类化合物在不同降解途径下的磷酸盐氧同位素分馏机制尚不清楚,阻碍了利用磷酸盐氧同位素示踪其来源的应用。因此本文选取典型膦酸酯类化合物草甘膦和膦酸甲酯为研究对象,系统研究了其在紫外光降解、紫外光/TiO2光催化降解及微生物降解过程中磷酸盐氧同位素分馏机制及其影响因素,构建了不同降解途径下的磷酸盐氧同位素分馏模型,为利用磷酸盐氧同位素示踪膦酸酯类化合物来源提供了理论基础。主要研究结论如下:膦酸甲酯的紫外光降解反应符合一级反应动力学模型,降解速率受光强、pH值和初始浓度影响:1200 W>400 W,pH 10>pH 13>pH 2>pH 7,2.5 mM>5 mM>10 mM。自由基淬灭实验表明·OH对于膦酸甲酯降解起主要作用,贡献率可达87.12%（pH=...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－４?（Ａ）不同水体中磷酸盐氧同位素组成；（Ｂ）沉积物、岩石以及矿石中磷酸??盐氧同位素组成；（Ｃ）不同动物骨骼中磷酸盐氧同位素组成；（Ｄ）?土壤、肥料、植物和??粉尘中磷酸盐氧同位素组成??
?北京科技大学博士学位论文???无机磷酸盐被生物吸收利用，在体内焦磷酸酶（ＰＰａｓｅ）的作用下，发生Ｐ－０??键的断裂［６５］，与周围的水发生氧交换，逐渐与周围的水达到平衡分馏。??Ｌ〇ｎｇｉｎｅｌｌｉ［１ＴＯ］通过大量研宄，首先提出了磷酸盐和水中氧同位素的平衡分馏??公式：??Ｔ（°Ｃ）＝１１１．４－４．３?（６１８Ｏｐ－５ｌ８Ｏｗ）??公式中Ｔ为水体温度，５ｉ８Ｏｐ为水体中憐酸盐氧同位素值，５１８Ｏｗ为周围??水的氧同位素值。??
ｐ?丨??ＩＬ?＾?＼（＾４＾ｐ〇ｉｙ－ｐ??ｏｍ？＾＞??图２－５磷在水体中的微生物循环过程。（１）微生物直接吸收无机磷酸盐；（２）有机??磷在胞外酶的催化下分解成无机磷酸盐；（２ａ）细胞膜上的转运蛋白将有机磷分解的无??机磷酸盐吸收入体内；（３）细胞内多种酶的催化下发生无机磷酸盐－水氧同位素交换；（４）??无机磷酸盐细胞利用进行生长；（５）细胞向胞外释放无机磷酸盐，有机磷；（６）无机磷??酸盐的再吸收；（７）有机磷的再利用过程［６５］??耶鲁大学Ｂｌａｋｅ［６３］在实验室中模拟研宄微生物降解有机磷化合物的磷酸??盐氧同位素特征。利用ＲＮＡ为唯一磷源，在Ｉ５－３５°Ｃ下培养混合细菌，以模??拟自然界中细菌生长情况。发现在细菌的作用下，生成的磷酸盐氧同位素值??有了较大改变，与水发生了氧交换，过程为平衡分馏而非动力学分馏。－５．５％。??和－６．６％。水中培养的ＲＮＡ降解的磷酸盐氧同位素值正好符合Ｌｏｎｇｉｎｅｌｌｉ的平??衡分馏曲线，而其他以８０ｗ水中生成的磷酸盐氧同位素偏离平衡分馏曲线。??推断磷酸盐中有５０％的氧继承自原来的ＲＮＡ，经过校正后发现其余５０％的氧??同位素值符合平衡分馏值。Ｂｌａｋｅ根据实验结果得出细菌催化氧同位素平衡??－１３?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]pH和溶解氧对磺胺二甲嘧啶光解的影响[J]. 李瑞敏,贾晓晨,贾青竹,王昶. 环境科学与技术. 2016(08)
[2]磷酸盐氧同位素技术在环境科学中的研究进展[J]. 田丽艳,郭庆军,何会军,郎赟超,胡健,杨俊兴,魏荣菲,韩晓昆. 生态学杂志. 2016(07)
[3]TiO2和ZnO光催化降解敌百虫的影响因素研究[J]. 李雪银,朱丽珺,张海洋,石燕军,陈燕. 农业环境科学学报. 2015(10)
[4]草甘膦热的冷思考[J]. 萧丝. 营销界(农资与市场). 2013(24)
[5]草甘膦盲目扩张后患无穷——草甘膦火起来后产能膨胀潜在的危机[J]. 张为农. 今日农药. 2013(11)
[6]草甘膦毒性研究进展[J]. 周垂帆,李莹,张晓勇,俞元春. 生态环境学报. 2013(10)
[7]二氧化钛平推流反应器光催化矿化草甘膦研究[J]. 陈学梅,胡志军,陈建秋. 水处理技术. 2013(03)
[8]草甘膦:需求不减预期乐观[J]. 王孝弟. 中国石油和化工. 2013(02)
[9]海水溶解磷酸盐氧同位素组成的测定[J]. 卢阳阳,郑珍珍,尹希杰,陈志刚,蔡毅华,刘广山,黄奕普. 地球学报. 2012(06)
[10]草甘膦母液的沉淀处理研究[J]. 刘志英,徐炎华,赵贤广. 安徽农业科学. 2012(29)
博士论文
[1]邻苯二甲酸酯降解过程的碳氢稳定同位素特征研究[D]. 张丹.北京科技大学 2019
[2]TiO2和Ag3PO4基光催化材料的制备、结构与性能及密度泛函理论研究[D]. 张卫平.华南理工大学 2016
[3]四种农药在环境水体中降解研究[D]. 任丽萍.中国农业大学 2004
硕士论文
[1]不同晶态MnO2协同过硫酸盐降解有机污染物的机理研究[D]. 杜红梅.南昌航空大学 2017
[2]二氧化钛/氮化碳的制备及其对草甘膦光催化性能的研究[D]. 杜沁媛.长春理工大学 2015
[3]淡水水体磷酸盐中磷氧同位素分析方法及应用[D]. 周威.安徽理工大学 2015
[4]草甘膦废水的除磷研究[D]. 刘媛.浙江大学 2014
[5]水体中溶解磷酸盐氧同位素的准确测定及其在九龙江口、台湾海峡磷循环中的应用[D]. 郑珍珍.厦门大学 2013
[6]草甘膦对土壤微生态的影响及其抗性和降解真菌的研究[D]. 刘攀.吉林大学 2009
[7]两种农药在海水中的光化学降解研究[D]. 孙晓春.中国海洋大学 2008
[8]多效唑在水体中光化学降解研究[D]. 袁芳.湖南农业大学 2007
[9]高级光催化氧化技术处理有机磷农药废水的研究[D]. 葛湘锋.暨南大学 2005
[10]海水中氨基甲酸酯类农药的光降解研究[D]. 孙晓静.中国海洋大学 2005
本文编号：3442976
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－４?（Ａ）不同水体中磷酸盐氧同位素组成；（Ｂ）沉积物、岩石以及矿石中磷酸??盐氧同位素组成；（Ｃ）不同动物骨骼中磷酸盐氧同位素组成；（Ｄ）?土壤、肥料、植物和??粉尘中磷酸盐氧同位素组成??
?北京科技大学博士学位论文???无机磷酸盐被生物吸收利用，在体内焦磷酸酶（ＰＰａｓｅ）的作用下，发生Ｐ－０??键的断裂［６５］，与周围的水发生氧交换，逐渐与周围的水达到平衡分馏。??Ｌ〇ｎｇｉｎｅｌｌｉ［１ＴＯ］通过大量研宄，首先提出了磷酸盐和水中氧同位素的平衡分馏??公式：??Ｔ（°Ｃ）＝１１１．４－４．３?（６１８Ｏｐ－５ｌ８Ｏｗ）??公式中Ｔ为水体温度，５ｉ８Ｏｐ为水体中憐酸盐氧同位素值，５１８Ｏｗ为周围??水的氧同位素值。??
ｐ?丨??ＩＬ?＾?＼（＾４＾ｐ〇ｉｙ－ｐ??ｏｍ？＾＞??图２－５磷在水体中的微生物循环过程。（１）微生物直接吸收无机磷酸盐；（２）有机??磷在胞外酶的催化下分解成无机磷酸盐；（２ａ）细胞膜上的转运蛋白将有机磷分解的无??机磷酸盐吸收入体内；（３）细胞内多种酶的催化下发生无机磷酸盐－水氧同位素交换；（４）??无机磷酸盐细胞利用进行生长；（５）细胞向胞外释放无机磷酸盐，有机磷；（６）无机磷??酸盐的再吸收；（７）有机磷的再利用过程［６５］??耶鲁大学Ｂｌａｋｅ［６３］在实验室中模拟研宄微生物降解有机磷化合物的磷酸??盐氧同位素特征。利用ＲＮＡ为唯一磷源，在Ｉ５－３５°Ｃ下培养混合细菌，以模??拟自然界中细菌生长情况。发现在细菌的作用下，生成的磷酸盐氧同位素值??有了较大改变，与水发生了氧交换，过程为平衡分馏而非动力学分馏。－５．５％。??和－６．６％。水中培养的ＲＮＡ降解的磷酸盐氧同位素值正好符合Ｌｏｎｇｉｎｅｌｌｉ的平??衡分馏曲线，而其他以８０ｗ水中生成的磷酸盐氧同位素偏离平衡分馏曲线。??推断磷酸盐中有５０％的氧继承自原来的ＲＮＡ，经过校正后发现其余５０％的氧??同位素值符合平衡分馏值。Ｂｌａｋｅ根据实验结果得出细菌催化氧同位素平衡??－１３?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]pH和溶解氧对磺胺二甲嘧啶光解的影响[J]. 李瑞敏,贾晓晨,贾青竹,王昶. 环境科学与技术. 2016(08)
[2]磷酸盐氧同位素技术在环境科学中的研究进展[J]. 田丽艳,郭庆军,何会军,郎赟超,胡健,杨俊兴,魏荣菲,韩晓昆. 生态学杂志. 2016(07)
[3]TiO2和ZnO光催化降解敌百虫的影响因素研究[J]. 李雪银,朱丽珺,张海洋,石燕军,陈燕. 农业环境科学学报. 2015(10)
[4]草甘膦热的冷思考[J]. 萧丝. 营销界(农资与市场). 2013(24)
[5]草甘膦盲目扩张后患无穷——草甘膦火起来后产能膨胀潜在的危机[J]. 张为农. 今日农药. 2013(11)
[6]草甘膦毒性研究进展[J]. 周垂帆,李莹,张晓勇,俞元春. 生态环境学报. 2013(10)
[7]二氧化钛平推流反应器光催化矿化草甘膦研究[J]. 陈学梅,胡志军,陈建秋. 水处理技术. 2013(03)
[8]草甘膦:需求不减预期乐观[J]. 王孝弟. 中国石油和化工. 2013(02)
[9]海水溶解磷酸盐氧同位素组成的测定[J]. 卢阳阳,郑珍珍,尹希杰,陈志刚,蔡毅华,刘广山,黄奕普. 地球学报. 2012(06)
[10]草甘膦母液的沉淀处理研究[J]. 刘志英,徐炎华,赵贤广. 安徽农业科学. 2012(29)
博士论文
[1]邻苯二甲酸酯降解过程的碳氢稳定同位素特征研究[D]. 张丹.北京科技大学 2019
[2]TiO2和Ag3PO4基光催化材料的制备、结构与性能及密度泛函理论研究[D]. 张卫平.华南理工大学 2016
[3]四种农药在环境水体中降解研究[D]. 任丽萍.中国农业大学 2004
硕士论文
[1]不同晶态MnO2协同过硫酸盐降解有机污染物的机理研究[D]. 杜红梅.南昌航空大学 2017
[2]二氧化钛/氮化碳的制备及其对草甘膦光催化性能的研究[D]. 杜沁媛.长春理工大学 2015
[3]淡水水体磷酸盐中磷氧同位素分析方法及应用[D]. 周威.安徽理工大学 2015
[4]草甘膦废水的除磷研究[D]. 刘媛.浙江大学 2014
[5]水体中溶解磷酸盐氧同位素的准确测定及其在九龙江口、台湾海峡磷循环中的应用[D]. 郑珍珍.厦门大学 2013
[6]草甘膦对土壤微生态的影响及其抗性和降解真菌的研究[D]. 刘攀.吉林大学 2009
[7]两种农药在海水中的光化学降解研究[D]. 孙晓春.中国海洋大学 2008
[8]多效唑在水体中光化学降解研究[D]. 袁芳.湖南农业大学 2007
[9]高级光催化氧化技术处理有机磷农药废水的研究[D]. 葛湘锋.暨南大学 2005
[10]海水中氨基甲酸酯类农药的光降解研究[D]. 孙晓静.中国海洋大学 2005
本文编号：3442976
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3442976.html
