光/三价铁/亚硫酸盐降解四溴双酚A的效果及机理研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

水是人类生活必不可少的资源。中国自改革开放以来,国民经济得到了长足的发展。但是,随着工农业的快速发展和科技水平的提高,大量的难降解有机物随着污水排放进入自然水体,引起了严重的水环境污染。四溴双酚a (tbbpa)是目前广泛使用的溴系阻燃剂(bfr),相对其他bfrs,tbbpa具有低生物毒性、与材料相溶性好等特点,广泛用作印刷电路板的阻燃剂[1]。tbbpa由于具有环境持久性和长距离迁移性,在水环境中已被广泛检出,并且其具有生物富集性和生物毒性[2],被纳入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》中[3]。因此开发出高效降解水环境中四溴双酚a的技术是水处理领域的研究热点。

目前,关于高效降解水环境中四溴双酚a的技术主要有:物理吸附法、生物降解法、零价金属还原法、光降解法、高级氧化法。顾雍[4]等人利用紫外光光降解水中的四溴双酚a,研究表明,在底物质量浓度为50mg/l,ph=11.0的初始条件下,利用紫外灯照射10min后,底物浓度降至1.06 mg/l, 降解率达97.9%。其降解效率较高,但是在该体系中,脱溴率仅为55.1%,toc在反应前后几乎不发生变化,表明紫外光光解过程中底物矿化率较低,易生成大量含溴的中间产物。而且研究中还指出四溴双酚a在ph = 11.0时具有最优的光化学活性,此时紫外光降解速率最快。但是在实际水处理过程中,难以实现强碱性的光解环境。

而生物降解四溴双酚a,主要是在微生物新陈代谢的过程,以四溴双酚a为碳源,利用微生物体内代谢酶将其转化成易降解的小分子物质,甚至转变成h2o和co2实现完全矿化。刘莉莉[5]等人在电子废物拆解区域的沉积物中,以四溴双酚a为唯一碳源,筛选得到一株可耐受并具有一定四溴双酚a降解活性的菌株,经16s rdna序列分析鉴定为甲基杆菌。在溶液ph = 7.0,底物浓度为10 mg/l的初始条件下,反应60h后,底物的降解率可达74.87%。但其驯化时间长达40d,且反应时间为60h。yang[6]等人通过投加菇渣来强化污泥中四溴双酚a的生物降解,研究表明在污泥和菇渣比例为1比1,初始底物浓度为100 mg/kg时,反应55天后污泥中的四溴双酚a几乎完全被生物氧化分解。可以看出若采用生物降解四溴双酚a,存在特性菌株筛选周期长、反应时间长等问题。

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2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容及目标

1、探究并分析不同工艺参数和水质参数对体系内底物降解效果的影响,得出关键影响因素,进而得出可高效降解底物的工艺参数;

2、分析体系内自由基种类,明确各自由基对底物降解的作用,进而揭示体系的活化机理和降解底物的主要自由基。

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3. 研究计划与安排

1-2周:参加毕业实习并撰写实习报告;

3-4周:开展预实验并完成开题报告;

5-12周:开展实验并分析实验数据;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] zhou x, guo j, zhang w, et al. tetrabromobisphenol a contamination and emission in printed circuit board production and implications for human exposure[j]. journal of hazardous materials. 2014, 273: 27-35.

[2] lai d y, kacew s, dekant w. tetrabromobisphenol a (tbbpa): possible modes of action of toxicity and carcinogenicity in rodents[j]. food and chemical toxicology. 2015, 80: 206-214.

[3] fromme h, becher g, hilger b, et al. brominated flame retardants – exposure and risk assessment for the general population[j]. international journal of hygiene and environmental health. 2016, 219(1): 1-23.

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