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《基于水中微囊藻毒素mc-lr去除的不同氧化方法降解機制研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、博士學(xué)位論文基于水中微囊藻毒素MC-LR去除的不同氧化方法降解機制研究STUDYONDEGRADATIONMECHANISMSOFDIFFERENTOXIDATIONMETHODSBASEDONREMOVALOFMICROCYSTIN-LRINWATER常晶哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年10月國內(nèi)圖書分類號:TU991.2學(xué)校代碼:10213國際圖書分類號:628.162密級:公開工學(xué)博士學(xué)位論文基于水中微囊藻毒素MC-LR去除的不同氧化方法降解機制研究博士研究生:常晶導(dǎo)師:陳忠林教授申請學(xué)位:工學(xué)博士學(xué)科:市政工程所在單位:
2、市政環(huán)境工程學(xué)院答辯日期:2015年10月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TU991.2U.D.C:628.162DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringSTUDYONDEGRADATIONMECHANISMSOFDIFFERENTOXIDATIONMETHODSBASEDONREMOVALOFMICROCYSTIN-LRINWATERCandidate:ChangJingSupervisor:Prof.ChenZhonglinAcademic
3、DegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpeciality:MunicipalEngineeringAffiliation:SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence:October,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要微囊藻毒素-LR(MC-LR)是有毒藍(lán)藻釋放的次級代謝產(chǎn)物,是一種單環(huán)七肽肝毒素。MC-LR化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,
4、在常規(guī)飲用水處理中無法被有效去除,為此,強化去除水中MC-LR的有效方法、去除途徑和降解產(chǎn)物成為水處理領(lǐng)域關(guān)注的焦點。UV輻照、O3氧化、UV/H2O2氧化和UV/O3氧化等方法是較為常見的強化常規(guī)飲用水除污染的方法,但將這些方法用于降解MC-LR,仍有許多問題值得研究。有關(guān)UV法、O3法和UV/H2O2法降解MC-LR的過程、降解路徑和產(chǎn)物的研究仍不完善;而UV/O3氧化MC-LR的氧化產(chǎn)物、反應(yīng)位點和降解路徑等都鮮有報道;此外,有關(guān)上述幾種方法降解MC-LR的研究,不同研究人員和不同實驗條件,獲得的結(jié)果往往存在差異,
5、無法對各方法降解MC-LR的效能及降解機制進行直接比較。因此,深入探討上述四種方法降解MC-LR的去除效能、影響因素、降解產(chǎn)物和降解路徑等,并在相同實驗條件下比較各方法降解MC-LR的區(qū)別和聯(lián)系,具有重要的理論意義和實用價值。本論文從理論研究的角度,分別對UV輻照、O3氧化、UV/H2O2氧化和UV/O3氧化去除水中的MC-LR展開研究??疾烀糠N方法對MC-LR的去除效能、影響因素及礦化效能,進一步分析檢測MC-LR的反應(yīng)中間產(chǎn)物,并依據(jù)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)深入探討MC-LR的反應(yīng)位點和降解路徑。最后將各方法降解MC-LR的過程進行
6、比較,以更加深入地探討各方法降解水中MC-LR的特點和優(yōu)劣??疾炝薝V輻照對MC-LR的去除效能和影響因素,結(jié)果表明,UV輻照強度能顯著影響其去除MC-LR的效率,而水體pH(5?10)、重碳酸根(0–240mg/L)和有機物對UV去除MC-LR的效果影響不大,且UV礦化MC-LR的能力較弱。通過對降解產(chǎn)物的檢測發(fā)現(xiàn),MC-LR在UV輻照過程中最主要55的反應(yīng)產(chǎn)物為[4(E),6(Z)-Adda]-MC-LR和[tricyclo-Adda]-MC-LR。二者均為MC-LR的同分異構(gòu)體,來自于分子結(jié)構(gòu)中Adda側(cè)鏈的異構(gòu)化
7、,且二者均能夠進一步被紫外輻照降解??疾炝薕3氧化MC-LR的效能,結(jié)果表明,O3氧化是一種能快速有效地去除水中MC-LR的方法,但O3氧化MC-LR的效率容易受水體pH及有機物的影響,而重碳酸根(0–240mg/L)對O3氧化MC-LR的效率影響不大。O3對MC-LR有一定的礦化能力,但需要較高的O3與MC-LR摩爾比。通過檢測O3氧化MC-LR的反應(yīng)中間產(chǎn)物及醛類小分子產(chǎn)物,發(fā)現(xiàn)在MC-LR分子結(jié)構(gòu)中,Adda側(cè)鏈中的共軛雙鍵及其Mdha氨基酸中的碳碳雙鍵是最主要的反應(yīng)-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文位點;氧化M
8、dha中的碳碳雙鍵會使MC-LR的多肽環(huán)發(fā)生斷裂,使其環(huán)狀結(jié)構(gòu)被打開成線性多肽,但該過程的氧化難度更大;在O3氧化MC-LR的過程中,臭氧分子的直接氧化比間接氧化(O3轉(zhuǎn)化成?OH)更占主導(dǎo)地位。研究了UV/H2O2和UV/O3兩種常見高級氧化法降解MC-LR的效能和影響因素,結(jié)果表明,兩種高級氧化法礦化MC-LR的