藻类强化光降解去除水中双酚A的试验研究

摘要

随着环境内分泌干扰物的大量使用,其造成的水污染问题日益严重。双酚A作为一种具有代表性的环境内分泌干扰物,广泛存在于水环境中,对人类健康和生态系统安全构成潜在的威胁,双酚 A在环境中的迁移转化引起人们的广泛关注。而在天然水体中有机污染物转化的一个重要途径是光降解。本文在实验室的条件下,采用40W紫外灯作光源,分别研究了水中铜绿微囊藻、普通小球藻、二形栅藻、螺旋藻四种单一藻及相互混合的混合藻对双酚 A强化光降解的效能,并分析其降解动力学,探讨了 pH、光源、水中本底物等因素对双酚A光降解的影响。
　　在40W紫外灯照射下,四种单一藻及其相互混合的混合藻都可以强化水中双酚 A的光降解,降解效果较好。单一藻或混合藻存在于反应液中时,在双酚A初始浓度为0.5-2.0mg/L范围内,双酚A的光降解率随着其初始浓度的升高而降低。双酚 A初始浓度为1.0mg/L,四种单一藻、混合藻浓度为20.40μg/L的反应液中,在反应时间为80min时,含有铜绿微囊藻、普通小球藻、二形栅藻和螺旋藻的溶液中,双酚 A降解率分别为90.6％、77.6%、87.1%、85.3%;而在六种方式的混合藻溶液中,双酚A几乎检测不出。
　　藻浓度是影响光降解的重要因素,随着溶液中藻浓度增加,双酚 A光降解率增大。根据其动力学分析得出,在含藻溶液中双酚 A的光降解反应符合假一级动力学规律。同时还研究了 pH对光降解的影响,含藻溶液在偏酸性及中性条件下双酚 A的光降解效果较好,当 pH>7时,其光降解效果降低。通过分析40W紫外灯和250W高压汞灯对双酚 A的光降解效率,发现紫外灯照射下双酚A的光降解效果更好。
　　培养的藻类细胞上会附着 Fe(OH)3颗粒,用抗坏血酸清洗会降低 Fe(OH)3颗粒的附着进而降低其光敏化作用;而去离子水清洗的藻类不会减少 Fe(OH)3颗粒的附着,Fe(OH)3颗粒通过敏化光解产生羟基自由基,促进双酚 A的光降解。
　　以苯作为羟基自由基的捕获剂,采用高效液相色谱法测定含藻溶液中羟基自由基的光致产生量。初步研究了铜绿微囊藻浓度和 pH对羟基自由基产生量的影响,结果表明藻浓度越大羟基自由基产生量越多。当铜绿微囊藻浓度为5.29×109个/L时,反应120min羟基自由基的产生量达到0.84mg/L。并且在偏酸性条件下,羟基自由基产生量相对较多。
　　自来水、蒸馏水及去离子水不同水体背景下双酚 A光降解效果不同,自来水中含有的本底成分会促进双酚 A的光降解。同时研究了腐殖酸、氯离子、碳酸氢根离子对含藻溶液中双酚 A光降解效果的影响,一定浓度的腐殖酸、氯离子、碳酸氢根离子会促进双酚 A的光降解,低于或高于此浓度则会抑制其光降解。对藻和Fe3+组成的二元体系中,双酚 A在40W紫外灯光照作用下其降解效果要比在一元藻体系中好。含藻溶液中 Fe3+浓度为10μg/L,在反应时间为60min时双酚 A的降解率达到81.6%,而仅有微囊藻存在时的降解率为59.6%。

目录

藻类强化光降解去除水中双酚A的试验 研究

EXPERIMENT STUDY ON PHOTO-DEGRADATION OF BISPHENOL A ENHANCED BY ALGAE IN WATER SOURCE

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 水环境中的双酚A

1.3 水中有机污染物光降解的研究

1.4 藻类在有机污染物光降解中的应用研究

1.5 课题研究的目的、意义及研究内容

第2章 试验材料与方法

2.1 试验设备和仪器

2.2 试验主要试剂和制备

2.3 试验方法

第3章 单一藻强化光降解去除水中双酚A效能研究

3.1 引言

3.2 单一藻强化光降解双酚A的效果

3.3 单一藻强化光降解双酚A的影响因素分析

3.4 单一藻强化光降解双酚A的动力学研究

3.5 含藻水溶液中·OH的光致产生

3.6 本章小结

第4章 混合藻强化光降解去除水中双酚A效能研究

4.1 引言

4.2 混合藻强化光降解双酚A的效果

4.3 混合藻强化光降解双酚A的动力学研究

4.4 本章小结

第5章 水中本底成分对藻类强化光降解双酚A影响研究

5.1 引言

5.2 不同水体背景对双酚A光降解的效果

5.3 腐殖酸对双酚A光降解率的影响

5.4 氯离子对双酚A降解效能的影响

5.5 HCO3-对双酚A光降解的影响

5.6 三价铁对双酚A光降解的影响

5.7 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢