收藏本站
《西安建筑科技大学》 2015年
加入收藏

“醌—针铁矿—微生物”相互作用特征及其对有机污染物降解的初步试验研究

王瑞华  
【摘要】:众所周知,铁这种元素在地球表面中大量存在,而且大部分的铁元素都以铁氧化物的形态存在于地球的土壤和沉积物中,同时这些铁氧化物会和一些异化铁还原菌发生氧化还原类的反应。在厌氧环境下,铁氧化物在铁还原菌作用下会被还原解离生成具有活性的Fe(Ⅱ),而Fe(Ⅱ)主导了对污染物的降解过程。异化铁还原不但对铁的分布产生影响,而且对其他的痕量元素和营养物质的分布及有机物的降解起着重要的作用。因此,在DOM存在下,对微生物异化铁还原的情况进行研究,具有很重要的实际意义。“醌-针铁矿-微生物”实验以含有蒽醌结构的AQDS(蒽醌-2,6-二磺酸二钠)为溶解性有机质,以典型的腐败希瓦氏菌、针铁矿作为研究对象,探讨不同浓度的AQDS和针铁矿对针铁矿异化还原过程的影响。实验结果显示:针铁矿含量变化与反应体系中Fedis/Feads比值变化成正比,与针铁矿还原率变化成反比;针铁矿浓度从0.5mmol/L增大到10mmol/L时,Fedis/Feads比值从0增大到15左右,而针铁矿还原率从100%降低到30%;加入AQDS后针铁矿还原平均速率是未加入前的4-5倍;AQDS浓度从0.025mmol/L增大到0.3mmol/L时,Fedis/Feads比值从0增大到0.3左右,而针铁矿还原率从50%增大到60%。AQDS作为电子运载体,首先接收电子供体提供的电子并以还原态的AH2QDS存在;这一过程达到平衡后,AH2QDS将接收的电子转移至针铁矿,使针铁矿被还原解离,它本身转变成缺电子的AQDS形式;最后,AQDS因微生物代谢作用,转变成AH2QDS,直至反应体系最终达到完全平衡。本文也阐述了在厌氧条件下针铁矿异化还原对三氯生、2,4-D的微生物/非生物降解的特性和机理。但是考虑到在自然环境下,存在着复杂、大量的具有敏感官能团的溶解性有机质,这类有机质也能促进有机污染物的降解。因而,在反应体系中加入了2-磺酸钠二酚(AQS),AQS作为电子运载体,含有蒽醌类官能团,这类官能团可以促进有机污染物的降解过程。有机物降解反应以2-磺酸钠蒽二酚(AQS)为电子运载体,三氯生和2,4-D为有机污染物,参与反应的微生物为金属还原菌-腐败希瓦氏菌,探讨三氯生在微生物作用下被降解的特性及降解程度,又阐述了在非生物作用下Fe2+离子与生物作用下针铁矿/AQS含量对三氯生降解动力学特征的影响。三氯生降解实验表明:针铁矿含量的增加会降低针铁矿的还原率,抑制三氯生的降解,针铁矿含量从0.1增加到10mmol/L时,针铁矿还原率从100%降低到0%,三氯生的降解率从80%降低到50%;AQS可以促进针铁矿的还原解离和三氯生的降解程度,提高针铁矿的还原率和三氯生的降解率,AQS含量从0增加到0.5mmol/L时,针铁矿还原率从0%升高到10%,三氯生的降解率从60%增大到70%;加入的Fe2+非生物体系对三氯生有明显的降解作用,Fe2+含量从0增加到10mmol/L时,三氯生的降解率从60%增大到70%。2,4-D降解实验表明:针铁矿含量的增加会降低针铁矿的还原率,抑制2,4-D的降解,针铁矿含量从0.1增加到10mmol/L时,针铁矿还原率从90%降低到0%,三氯生的降解率从60%降低到30%;AQS可以促进针铁矿的还原解离程度和2,4-D的降解过程;AQS含量从0.0增加到0.5mmol/L时,针铁矿还原率从0%增大到15%,三氯生的降解率从30%增大到55%;加入的Fe2+非生物体系能有效地完成对2,4-D的降解,随着加入的Fe2+含量的增加,2,4-D降解率增大,针铁矿含量从0增加到10mmol/L时,三氯生的降解率从40%增大到60%。
【关键词】:针铁矿 异化还原 腐败希瓦氏菌 电子转移载体 三氯生 2 4-D 有机物降解
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X172;X505
【目录】:
  • 摘要3-5
  • Abstract5-10
  • 1 绪论10-20
  • 1.1 异化铁还原过程的研究现状10
  • 1.2 铁氧化物分类10-12
  • 1.2.1 针铁矿11
  • 1.2.2 纤铁矿11-12
  • 1.2.3 磁铁矿12
  • 1.2.4 其他类型的铁氧化物12
  • 1.3 异化铁还原的微生物12-15
  • 1.3.1 铁还原微生物的种类12-13
  • 1.3.2 异化铁还原微生物的反应机理13-15
  • 1.4 异化铁还原过程的影响因素15-18
  • 1.5 异化铁还原过程对污染物降解过程的影响18-20
  • 1.5.1 对无机物的降解18
  • 1.5.2 对难降解有机物的降解18-20
  • 2 材料及方法20-30
  • 2.1 实验材料20-24
  • 2.1.1 无氧水20
  • 2.1.2 针铁矿制备20-21
  • 2.1.3 菌种及其培养21
  • 2.1.4 被降解的有机物21-23
  • 2.1.5 实验过程中使用的实验仪器23-24
  • 2.2 测定方法24-30
  • 2.2.1 铁标线及所需药品24-25
  • 2.2.2 “醌-针铁矿-微生物”相互作用动力学特征实验测定方法25-26
  • 2.2.3 “醌-针铁矿-微生物”相互作用降解三氯生测定方法26-27
  • 2.2.4 “醌-针铁矿-微生物”相互作用降解 2,4-D测定方法27-29
  • 2.2.5 形态测定29-30
  • 3 “醌-针铁矿-微生物”相互作用动力学特征30-43
  • 3.1 实验方案30
  • 3.2 结果与讨论30-42
  • 3.2.1 针铁矿对异化还原过程的影响30-33
  • 3.2.2 AQDS对异化还原过程的影响33-37
  • 3.2.3 AQDS的变化特征37-40
  • 3.2.4 异化还原过程中AH_2QDS还原率的变化40-41
  • 3.2.5 形态测定41-42
  • 3.3 结论42-43
  • 4 “醌-针铁矿-微生物”相互作用对三氯生降解的初步研究43-56
  • 4.1 实验方案43
  • 4.2 结果与讨论43-55
  • 4.2.1 针铁矿对三氯生降解的影响43-47
  • 4.2.2 AQS对三氯生降解的影响47-51
  • 4.2.3 Fe~(2+)对三氯生降解的影响51-54
  • 4.2.4 降解原理54
  • 4.2.5 形态测定54-55
  • 4.3 小结55-56
  • 5 “醌-针铁矿-微生物”相互作用对 2,4-D降解的初步研究56-70
  • 5.1 实验方案56
  • 5.2 结果与讨论56-68
  • 5.2.1 针铁矿对 2,4-D降解的影响56-60
  • 5.2.2 AQS对 2,4-D降解的影响60-64
  • 5.2.3 Fe~(2+)对 2,4-D降解的影响64-67
  • 5.2.4 降解原理67-68
  • 5.2.5 形态测定68
  • 5.3 小结68-70
  • 6 结论70-72
  • 致谢72-73
  • 参考文献73-78
  • 在读期间研究成果78-79
  • 附录179-81
  • 附录281-83
  • 附录383

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈亮;贾永锋;张雪霞;吕洪涛;石荣;;海水中主要无机阴离子对针铁矿吸附镉的影响[J];生态学杂志;2008年08期
2 曾丁才;吴宏海;林怡英;杜娟;;针铁矿/水界面反应性的实验研究[J];岩石矿物学杂志;2009年04期
3 朱维晃;臧辉;吴丰昌;;微生物还原针铁矿胶体的动力学特征及其影响因素[J];中国环境科学;2011年05期
4 孙未君,王福泉,张明立;我国鲁中黑旺式褐铁矿矿床中长纤维状针铁矿——一种新型彩石原料[J];长春地质学院学报;1980年02期
5 邵洁涟;李立平;;长江中下游铁帽型金矿床中针铁矿的标型性研究[J];矿物岩石;1989年04期
6 朱立军;碳酸盐岩地区红土针铁矿中铝对铁的置换作用及其环境意义[J];地质地球化学;1997年01期
7 邢世和;林景亮;;一些土壤中针铁矿的铝同晶替代作用及其意义[J];土壤学进展;1988年01期
8 阎华;黄升谋;;硼吸附对针铁矿表面性质的影响[J];安徽农业科学;2007年05期
9 章明奎;俞震豫;王人潮;厉仁安;;红壤中针铁矿的铝替代及其与土壤发育的关系[J];科技通报;1991年06期
10 金宝;蔡军;陈义学;;放射性核素铀在针铁矿中的占位研究[J];物理学报;2013年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭学涛;杨琛;黄伟林;党志;;泰乐菌素在针铁矿上的吸附特性[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
2 郭学涛;杨琛;党志;黄伟林;;泰乐菌素在针铁矿的吸附特性[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3 刘娟;王津;陈永亨;肖唐付;Johanna Lippmann-Pipke;Holger Lippold;;铊(Ⅰ)在针铁矿表面吸附模式的研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
4 席建红;何孟常;;Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)在针铁矿表面的吸附特征[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
5 李琰;郭治军;吴王锁;;U(Ⅵ)在针铁矿上的吸附研究[A];中国化学会第26届学术年会现代核化学与放射化学分会场论文集[C];2008年
6 徐凤琳;周代华;陈小琴;李学垣;;磷酸盐对针铁矿吸附—解吸Cu~(2+)离子的影响[A];土壤化学与生态环境建设和农业可持续发展学术讨论会会议指南与论文摘要集[C];2001年
7 马骁楠;夏树伟;潘纲;;PFOS在锐钛矿、针铁矿表面化学吸附的密度泛函研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
8 林怡英;吴宏海;吴嘉怡;曾丁才;杜娟;;溶液pH条件对针铁矿吸附溶解性有机质的影响[A];中国矿物岩石地球化学学会第12届学术年会论文集[C];2009年
9 欧阳冰洁;陆现彩;刘欢;李娟;陆建军;管思琪;王睿勇;;希瓦氏奥奈达菌MR-1还原针铁矿的实验研究及其地球化学意义[A];中国矿物岩石地球化学学会第14届学术年会论文摘要专辑[C];2013年
10 蔡鹏;郑红;濮玉兵;吴思源;;磷酸盐与腐殖酸/富里酸在针铁矿表面的竞争吸附:结合ATR-FTIR与批试验[A];中国矿物岩石地球化学学会第14届学术年会论文摘要专辑[C];2013年
中国博士188bet全文数据库 前4条
1 秦晓鹏;左氧氟沙星在针铁矿上的吸附:磷酸盐和腐殖酸的影响[D];中国地质大学(北京);2014年
2 郭学涛;针铁矿/腐殖酸对典型抗生素的吸附及光解机理研究[D];华南理工大学;2014年
3 廖水姣;负载硼的铁铝氧化物的结构和性能的研究[D];华中农业大学;2009年
4 熊娟;土壤活性组分对Pb(Ⅱ)的吸附及其化学形态模型模拟[D];华中农业大学;2015年
中国硕士188bet全文数据库 前10条
1 张佩;铝同晶替代对针铁矿吸附Pb(Ⅱ)的影响及其CD-MUSIC模拟[D];华中农业大学;2015年
2 钟礼春;针铁矿对钒的吸附及钒的赋存形态模拟研究[D];成都理工大学;2015年
3 王阳;不同吸附态的左氧氟沙星对大肠杆菌的毒理学研究[D];中国地质大学(北京);2014年
4 屠贝;不同来源的纳米黑炭对泰乐菌素的吸附特性[D];安徽理工大学;2016年
5 谢锦宇;Cr(Ⅵ)在土壤固/液相间的分配预测模型研究[D];南京大学;2016年
6 雷斐斐;环丙沙星在铁(氢)氧化物上的吸附机理研究[D];中国地质大学(北京);2016年
7 马丁;针铁矿强化蓝藻厌氧发酵产甲烷研究[D];合肥工业大学;2016年
8 圣丹丹;针铁矿吸附多聚磷酸盐的研究:溶解有机质的影响[D];安徽建筑大学;2016年
9 鲁婷婷;邻苯二甲酸二丁酯在土壤微生物—矿物界面的吸附行为及机制[D];湖南农业大学;2015年
10 唐婷;磺胺二甲基嘧啶与常见重金属的络合及其对镉在针铁矿上吸附行为的影响[D];华南理工大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026