有机磷酸酯类阻燃剂化学氧化及微生物降解过程的机理研究
发布时间：2023-11-25 06:29
有机磷酸酯类(OPEs)阻燃剂作为多氯联苯和多溴联苯醚等持久性污染物阻燃剂的替代品,被广泛应用于工业和生活品中。因其使用量较大,且不易降解而在环境介质中有不同程度的残留和累积。已有文献报道该类物质对人体(如皮肤、神经系统)具有潜在危害,如何去除此类污染物成为亟待解决的问题。目前,对于此类物质降解研究主要基于降解产物和底物浓度推导降解路径,但存在一定的不确定性。基于此,本文采用单体稳定同位素分析(CSIA)与产物鉴定相结合的方法,以三氯乙基磷酸酯(TCEP)和磷酸三丁酯(TBP)分别作为含氯和非含氯OPEs阻燃剂的代表物质,通过化学和生物降解手段,结合降解动力学、产物分析鉴定结果、碳氢同位素分馏,系统研究了该类物质的降解过程。研究发现通过液液萃取提取溶液中的TCEP和TBP获得的回收率分别为84.6%～99.2%和85.1%～101.4%。再经气相色谱-同位素比值质谱仪测试分析,碳、氢同位素的测试结果均低于仪器误差范围,表明该检测方法稳定可靠。以K2S2O8和H2O2作氧化剂,分别研究在热催化和UV辐射条件下降解TCEP和TBP,结果表明溶液中Cl—会减缓TCEP和TBP的降解速率;针对...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
缩写和符号清单
1 引言
2 文献综述
2.1 OPEs阻燃剂的环境污染及降解过程研究进展
2.1.1 OPEs阻燃剂简介
2.1.2 OPEs阻燃剂环境污染现状
2.1.3 OPEs阻燃剂水解过程
2.1.4 OPEs阻燃剂光催化降解过程
2.1.5 OPEs阻燃剂微生物降解过程
2.2 基于单体同位素分析的污染物降解过程研究进展
2.2.1 单体稳定同位素技术简介
2.2.2 有机污染研究中的应用
2.2.3 存在问题
3 研究内容与试验方法
3.1 研究内容和研究目标
3.1.1 研究内容
3.1.2 研究目标
3.2 技术路线
3.3 试验材料
3.3.1 试验药剂
3.3.2 缓冲溶液组成
3.3.3 培养基组成
3.3.4 仪器设备
3.4 试验方法
3.4.1 萃取回收率试验
3.4.2 K2S2O8氧化降解试验
3.4.3 UV/H2O2氧化降解试验
3.4.4 水解试验
3.4.5 微生物降解试验
3.4.6 产物鉴定试验
3.5 仪器分析条件
3.5.1 气相色谱
3.5.2 稳定同位素质谱仪
3.5.3 FT-ICR MS
3.5.4 LCMS-IT-TOF
4 OPEs阻燃剂含量及其碳氢同位素测试方法研究
4.1 含量分析测试方法
4.1.1 TCEP含量分析
4.1.2 TBP含量分析
4.2 碳氢同位素测试方法
4.2.1 TCEP碳氢同位素分析
4.2.2 TBP碳氢同位素分析
4.3 小结
5 非碱性条件OPEs阻燃剂氧化降解过程研究
5.1 K2S2O8氧化降解OPEs阻燃剂
5.1.1 自由基生成及转化过程
5.1.2 自由基氧化降解过程解析
5.1.3 氧化降解中同位素分馏特征
5.2 UV/H2O2氧化降解OPEs阻燃剂
5.2.1 自由基生成及降解动力学研究
5.2.2 降解过程中同位素分馏特征
5.2.3 降解产物鉴定
5.3 非碱性条件氧化降解机理研究
5.3.1 氧化降解路径解析
5.3.2 同位素效应影响解析
5.3.3 碳氢二维同位素模型解析
5.4 小结
6 TBP水解过程和碱性氧化降解过程研究
6.1 TBP水解过程
6.1.1 降解动力学研究
6.1.2 同位素分馏特征
6.1.3 水解过程机理解析
6.2 碱性条件K2S2O8氧化降解过程
6.2.1 降解动力学研究
6.2.2 同位素分馏特征
6.2.3 碱性条件氧化降解机理解析
6.3 同位素分馏识别降解过程研究
6.3.1 水解过程和氧化过程中AKIE探讨
6.3.2 碳氢二维同位素模型解析
6.4 小结
7 TBP好氧微生物降解过程研究
7.1 菌株鉴定分析结果
7.1.1 16S rDNA测序结果
7.1.2 系统发育树建立
7.1.3 菌株同源性比对
7.2 维生素对TBP降解效果影响
7.2.1 菌株生长曲线
7.2.2 TBP降解速率
7.2.3 TOC值
7.3 降解机理研究
7.3.1 降解产物鉴定
7.3.2 降解路径解析
7.3.3 同位素分馏效应研究
7.4 小结
8 结论与展望
8.1 主要研究结论
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
附录A 菌株16S rDNA测序结果
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3867452
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
缩写和符号清单
1 引言
2 文献综述
2.1 OPEs阻燃剂的环境污染及降解过程研究进展
2.1.1 OPEs阻燃剂简介
2.1.2 OPEs阻燃剂环境污染现状
2.1.3 OPEs阻燃剂水解过程
2.1.4 OPEs阻燃剂光催化降解过程
2.1.5 OPEs阻燃剂微生物降解过程
2.2 基于单体同位素分析的污染物降解过程研究进展
2.2.1 单体稳定同位素技术简介
2.2.2 有机污染研究中的应用
2.2.3 存在问题
3 研究内容与试验方法
3.1 研究内容和研究目标
3.1.1 研究内容
3.1.2 研究目标
3.2 技术路线
3.3 试验材料
3.3.1 试验药剂
3.3.2 缓冲溶液组成
3.3.3 培养基组成
3.3.4 仪器设备
3.4 试验方法
3.4.1 萃取回收率试验
3.4.2 K2S2O8氧化降解试验
3.4.3 UV/H2O2氧化降解试验
3.4.4 水解试验
3.4.5 微生物降解试验
3.4.6 产物鉴定试验
3.5 仪器分析条件
3.5.1 气相色谱
3.5.2 稳定同位素质谱仪
3.5.3 FT-ICR MS
3.5.4 LCMS-IT-TOF
4 OPEs阻燃剂含量及其碳氢同位素测试方法研究
4.1 含量分析测试方法
4.1.1 TCEP含量分析
4.1.2 TBP含量分析
4.2 碳氢同位素测试方法
4.2.1 TCEP碳氢同位素分析
4.2.2 TBP碳氢同位素分析
4.3 小结
5 非碱性条件OPEs阻燃剂氧化降解过程研究
5.1 K2S2O8氧化降解OPEs阻燃剂
5.1.1 自由基生成及转化过程
5.1.2 自由基氧化降解过程解析
5.1.3 氧化降解中同位素分馏特征
5.2 UV/H2O2氧化降解OPEs阻燃剂
5.2.1 自由基生成及降解动力学研究
5.2.2 降解过程中同位素分馏特征
5.2.3 降解产物鉴定
5.3 非碱性条件氧化降解机理研究
5.3.1 氧化降解路径解析
5.3.2 同位素效应影响解析
5.3.3 碳氢二维同位素模型解析
5.4 小结
6 TBP水解过程和碱性氧化降解过程研究
6.1 TBP水解过程
6.1.1 降解动力学研究
6.1.2 同位素分馏特征
6.1.3 水解过程机理解析
6.2 碱性条件K2S2O8氧化降解过程
6.2.1 降解动力学研究
6.2.2 同位素分馏特征
6.2.3 碱性条件氧化降解机理解析
6.3 同位素分馏识别降解过程研究
6.3.1 水解过程和氧化过程中AKIE探讨
6.3.2 碳氢二维同位素模型解析
6.4 小结
7 TBP好氧微生物降解过程研究
7.1 菌株鉴定分析结果
7.1.1 16S rDNA测序结果
7.1.2 系统发育树建立
7.1.3 菌株同源性比对
7.2 维生素对TBP降解效果影响
7.2.1 菌株生长曲线
7.2.2 TBP降解速率
7.2.3 TOC值
7.3 降解机理研究
7.3.1 降解产物鉴定
7.3.2 降解路径解析
7.3.3 同位素分馏效应研究
7.4 小结
8 结论与展望
8.1 主要研究结论
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
附录A 菌株16S rDNA测序结果
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3867452
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3867452.html
