英语原文共 11 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
通过多胺、一氧化碳、铁的聚合物和改良的硫酸土壤去除
有害藻华并补救富营养水体
有害的藻华对世界范围内的饮用水安全问题已构成巨大威胁，在这个研究中，土壤含有无毒聚合胺，硫酸铁聚合物用于消除藻类，此为静态实验室修复富营养水的条件。提高ph值和温度可以使PN-PFS土壤的净化能力提高。增加土壤粒度或修改减少剂量有利于提高藻类消除的效率。其他污染物或化学品(如C、P和有机物质)在富营养的水可以参与和促进藻类去除PN-PFS土壤，这些污染物也是絮凝状的。在PN-PFS土壤领域中的应用样品，生成的微胞藻属细胞的去除效率超过99%，氰毒毒素减少57%。水参数中(TP、TN、SS、SPC含量)下降了约90%。CODMn, PO4-P, 和NH4-N含量也大幅度下降，下降程度大于45%。水体中DO和ORP含量有所增加。微胞藻属絮凝和污染物形成网，并通过静电吸引和桥接作用络合反应的两个关键机制完成净化。考虑到PN-PFS土壤的低成本和对环境无害影响，我们建议这个土壤组合应用于去除蓝藻和纠正富营养的水领域。
关键字：微胞藻属。（聚环氧氯丙烷-二甲胺)。聚合硫酸铁。絮凝土壤。
介绍：蓝藻灾害在全球频发，其产生的微囊藻毒素和有毒的气体对饮用水安全产生了巨大的威胁。蓝藻细胞是期中最常见的一种。包括在中国也是这样。2007年无锡的饮用水危机是因为华东太湖的蓝藻爆发引发的。净化服营养水抑制藻类爆发对水资源中藻类茂盛程度的控制是必不可少的。然而对于藻华的管理，这些技术都是需要长期投资的。因此技术应该向两个方向发展，一方面为抑制藻类生长发育而开发另一方面为改善水质而开发。
到目前为止，已经开发了许多抑制藻类的技术。机械收割，是一种可以在不同地区不同湖泊中使用的简单而安全的方法，但这种方法需要消耗很多能源，对收割的藻类后续处理也增加了成本。化学试剂，如硫酸铜，已经应用于处理饮用水源出现的有害的藻华现象并取得了良好的效果。但是，实验也带了坏的影响，比如，过量铜对其他生物是有害的。用淡阴影处理有害藻类的方法通常在小型湖泊应用，因为阴影材料在大型湖泊中使用的代价过于昂贵。近几十年来，利用海藻絮凝作用使用改性的土壤/粘土材料，如壳聚糖辣木鉴定,已进行了广泛的调查。这个方法在不同地区的不同湖泊中也能很容易使用。然而,需要做大量的工作来准备适当的修改用于大型现场应用的材料。辣木属鉴定是一种从植物种子,但缺乏天然材料商业生产，这在很大程度上限制了它的范围应用程序。壳聚糖在使用中也是相当昂贵的，而且在商业化生产的壳聚糖可能是负面的影响环境。因此,无毒和廉价的改性材料应该在有害藻类中进行土壤/粘土改性的开发和应用。一些藻类细胞,如微胞藻属绿脓杆菌，在水和很容易带负电，结合金属(如铁和铜)和带正电。有机物添加带正电荷的金属，如Al，进入海藻溶液会导致细胞聚集。为了取得有卷取、折叠或压缩效果的网状的阳离子聚合物,我们认为一个交联反应可能发生在细胞，金属，和聚合物之间。然后，细胞聚合会导致稳定絮凝过程和许多其他污染物也可以参与到大的海藻絮凝和沉积物中生物降解。有害的藻类细胞以上功能在富营养水域当机制被移除或纯化时就能减少污染。多聚，商业无毒阳离子聚胺,相对便宜，适用于广泛应用在这个领域。聚合硫酸铁(PFS)是一种廉价的用于水的净化的含铁物质。在这个研究中，PN被选为目标网阳离子聚合物和PFS作为金属离子源。两者都与土壤混合且PN-PFS土壤用于有害藻华清除。这样的研究目的是为了发展一个安全的，经济的，高效的有害海藻清除和富营养物质现场的水修复模式。
材料和方法：
材料：从鄱阳湖的南海岸收集土壤，图表S1S2显示了土壤的特征。细胞是由淡水藻类培养的水生生物研究所提供的。m.a细胞最初是从湖泊中分离出来的和BG11媒介提供的。PN从共聚物化工企业(中国苏州)购买，PFS,PAFS，NaNO3, KH2PO4,NaHCO3，HA,SA均从上海化学试剂公司购买，其他化学品均是分析级的。
土壤改良：
土壤样品在100℃晾干并分别分成100,180和300个网格。土壤(0.25 g)最初被HCl调节成解决方案需要的(pH值2.1,3毫升)与核磁搅拌30分钟。使用前,PN 0.04 g和0.04 g PFS被添加到土壤和混合物被稀释到50毫升。PN-co -PFS-modified土壤混合物最终应用于在一个共同的剂量的40 mg / L(30.3 mg / L的土壤,4.85 mg / L PN和4.85 mg / L PFS)生长藻类的水体。
除微藻细胞：
在实验中,与BG11硕士细胞被稀释媒介或其他实验解决方案稀释成浓度从2.97times;109到6.0times;109细胞溶液，改良后的土壤被添加到m.a细胞中。在一个500毫升的烧瓶中不断搅拌，用玻璃搅拌15次。烧瓶的中间水样本分放置15、30、45、60、90和120分钟。在实验中，控制组是在没有添加的情况下设置的改良土壤，所有实验组都被设置成两组。为了测试N,P,C,和有机材料在除在微胞藻属过程中的影响，在我们加入改良土壤之前，我们添加KH2PO4, NaNO3 ,NaHCO3, HA, 和SA到细胞溶液中。下面的实验过程和上面一样。
图1 Zeta电位微胞藻属细胞(3.02times;109细胞/L)、土壤(40 mg / L),和PN-PFS土壤在不同pH值(40 mg / L)
实验过程：
包含众多的微胞藻属细胞和包含其他的化学物质/污染物的地表水是2014年八月从中国江西省南昌市湖一个受污染严重的地方收集来的，在六个细长的进行了应用实验玻璃圆筒(每500毫升)来模拟絮凝天然水柱，密度微胞藻属的水约2.79times;109细胞/ L。PN-PFS-soil(40 mg / L)添加到水与常数用玻璃搅拌棒搅拌15秒。18小时后，水参数和微胞藻属密度控制并对实验组进行了分析。
水质分析：
水温度(T)、pH值、光学溶解氧(辛癸酸甘油酯)电导率(SPC),氧化还原电位使用智能(ORP)进行了分析,田间应用了水监控平台YSI-EXO(美国YSI公司)。水质参数，如总磷(TP)，总氮(TN)、氨氮(NH3-N)和正磷酸盐之前报道(PO4-P)进行了分析。一个间接的竞争
由胡所描述的ELISA方法0.1mu;g / L也用于cyanotoxin毒素检测。
结果与讨论：
改良土壤准备和去除微胞藻：
微胞藻属去除PN,PFS、土壤(180网),PN-soil,PFS-soil PN-PFS-soil,土壤比较PN-PFS组土壤(II)如图2所示。不是PN，也不是PFS实验浓度(4.85 mg / L)表现出一种对硕士apparentflocculation影响细胞,但轻微的聚合效应被观察到。微胞藻属的吸附特性物种，如M.A.。相关的化学成分的外表面与C、O和P在蛋白质,多肽,和多糖。微胞藻属细胞带负电荷的自然水因为这些功能组的pH值是6到10(图1)，微胞藻属的细胞可以结合有机阳离子
和离子，产生聚集。但是，聚合如果没有适当的引力，效果就不会产生絮凝函数。土壤的增加解决了这个问题。之后在PN溶液中加入土壤，PN土壤可以稳定地絮凝微胞藻属(图2)。絮凝过程在PFS的帮助下，PN土壤在很大程度上加速了。微胞藻属的去除率PN-PFS土壤高得多比PN土壤的平衡时间和絮凝时间的平衡时间PN-PFS土壤的过程比PN的短得多土壤(gt; 120到45分钟;图2)。一般来说，两者结合无机絮凝剂(如。、PFS)和有机高分子絮凝剂加强网和桥接效应，以及通过交联反应捕捉污染物。因此，协同效应增加了絮凝作用。
这种效应已经在废水处理方法其他方面得到了应用。在目前的研究，无机PFS，有机聚合物PN和土壤结合絮凝微胞藻属的细胞。此外，扫描电子显微镜(SEM)电报所示图3展示微胞藻属细胞的状态治疗前后PN-PFS土壤，通过网和桥接来折叠或压缩效果观察PN-PFS土壤的功能，微胞藻属细胞被网状的聚合物紧紧抓住。并将其絮絮在沉积物中。图1 Zeta电位微胞藻属细胞(3.02times;109细胞/L)、土壤(40 mg / L),和PN-PFS土壤在不同pH值(40 mg / L)有不同的反应。
图2除微胞藻属土壤、PFS、PN和改良土壤PFS-soil、PN-soil PN-PFSsoil,和PN-PFS土壤(II)(2.97times;109细胞/ L微胞藻属,40 mg / L增加的物质)
另一种以有机物为特征的土壤内容也被用作微胞藻属PN-PFS土壤(II)去除。结果表明,微胞藻属效率通过PN-PFS土壤(II)略低于PN-PFS土壤。当实验被改变时PFS拥堵,类似的结果(图S1)。PNPAFS土壤表现出优势PN-PAFS土壤(II)，去除效率的差异可以归因于土壤特征。上面的实验土壤中含有的土壤更多的金属(比有机土、铁和铜)。酸activationwas执行后,土壤中含有更多的金属，会产生更多的活性与藻类细胞结合的位点。尽管前一个研究表明，有机/矿物质的有机含量很高在有机吸附方面有很大的优势。这一优势在我们清除藻类细胞的过程中没有观察到，这些细胞也含有很多有机的表面上的功能基团。因此，网和桥接通过络合作用(或绑定反应)金属在土壤或细胞中，细胞可能是一些关键的机制除微胞藻。
粒子大小和剂量对去除微胞藻的影响：
土壤颗粒的大小显著地影响了微胞藻属细胞(图4)。来自100个网格的土壤微胞藻属的去除效率比从180和300格的土壤中得到的土壤高。表明微胞藻属去除一个较小的颗粒的土壤效率更高。土壤的絮凝主要由微胞藻属的修改聚合和沉积过程形成。同样的剂量，三个不同大小的粒子数量的去除效率:300网gt; 180网gt; 100网格。大量的土壤颗粒导致了更多的微胞藻属绑定活跃的网状结构,有更多的藻絮体形成的。考虑到网和桥接PN-PFS土壤的影响,小的藻絮产生了大量的藻絮，导致了沉积微胞藻属。然而，在实际应用中，更小的粒子导致了高能量的消耗和高成本，因此，改良土壤的大规模应用是有限的。全面考虑海藻清除效率和成本,180 -网格土壤是在实验中选择。藻类去除动力学所示存在剂量依赖的相关性在图5。海藻清除效率提高了，清除了平衡时间被缩短了，因为改良的土壤剂量增加了。在添加改良土壤的过程中微胞藻属细胞中和和沉积带正电的PN-PFS土壤。在土壤中，30到30之间45 mg / L,几乎所有的藻细胞被中和。一个理论等电点的藻floc-soil系统观察剂量的40 mg / L(图6)。作为补充带正电的PN-PFS土壤持续、净电荷带着多余的改性土壤的藻絮被带正电。在积极的情况下可能会发生排斥反应带电藻絮，可能阻碍藻类聚集，延长沉积时间。微胞藻属的去除效率在这种情况下应该减少，但是这种现象在等电点在我们的实验中在改良土壤剂量时没有观察到(图5)。微胞藻属细胞去除效率改进的剂量改良土壤从45毫克增加到85毫克/升。这一发现表明了从网到桥的效果改良土壤和藻之间的络合反应细胞在清除过程中起着重要的作用。土壤络合反应的聚合效应可能克服静电排斥,和藻类去除效率随着正电荷的增加而增加。在应用中，适当的改良土壤剂量应该根据生长的藻类细胞密度来确定。高剂量的过剩PN-PFS土壤并不推荐。先前的研究表明，氟化铀浓缩(PFS添加这项研究)在水中会刺激微胞藻属生长虽然不是促进cyanotoxin毒素生产微胞藻属的细胞。多余的PN-PFS土壤增加可能会导致铁富集在水里和刺激增长的微胞藻属。另外，PN是一种含有C的化学合成聚胺N在里面。在沉积物中生物降解后，PN会微胞藻属增长转变成养分N和C。过度的使用PN的风险也有刺激微胞藻属增长以及增加的CODMn水。
图3扫描电镜显示之前的微胞藻属细胞(a)和(b)PN-PFS之后土壤处理
图5除微胞藻属不同剂量的PN-PFS土壤(3.02times;109细胞/ L微胞藻属)
图4除微胞藻属PN-PFS不同土壤的土壤粒子尺寸(3.17times;109细胞/ L微胞藻属,40 mg / L修改土壤)
酸碱度和温度的影响：
Ph对于藻类微细胞的去除影响如图七所示。增加ph与微胞藻属的去除效率是相关的。微胞藻属絮凝将会受益水的高pH值。在大多数富营养水域中，pH值gt; 8,这可以通过PNPFS受益藻絮凝土壤。在藻表面有两个带正电的功能组(例如[R-OH2] [R-COOH2] )和带负电荷的组(如R-Ominus;和[R-COO]minus;)，当水的pH值增加时带正电的功能组的数量减少了。相比之下，带负电荷的基团增加了。因此，净负的藻类的增加随着pH值增加(图1)。土壤的电荷状态从负向正的变化修改和正电荷增加酸度5.3到5.3的pH值升高(图1)。因此,带带负电荷的藻细胞的静电吸引提高了海藻的絮凝效率。相对高pH值条件也适用于铁络合和水合物形成铁(OH)m·nH2O胶体。从PFS或土壤表面产生的小铁水，然后产生巨大的水絮凝捕捉藻类细胞和絮凝。
在ph相同的情况下温度对微胞藻属水絮凝的影响(图8)。高温可能会提高海藻的清除效率。水的形成，铁与绑定和络合反应微胞藻属的细胞,以及絮凝剂之间的交联反应在聚合过程中，被一个进程加速温度升高。高温也会降低溶液的粘度，可以减少絮凝的阻力，使藻聚集沉积加速，藻类增加去除效率。然而，不同于pH值的影响温度缩短了海藻清除的平衡时间。消除平衡的次数在4,37和28℃的时候＞120，30和45分钟。蓝藻通常爆发于水温高于28℃的夏季或秋季，在藻类生长的季节，高温有利于PN-PFS土壤对其的消除作用。
图6 Zeta电位微胞藻属和PN-PFS絮体土壤(3.02times;109细胞/ L微胞藻属)
图7除微胞藻 PN-PFS土壤在不同pH值(2.98times;109细胞/ L微胞藻属,40 mg / L改良土壤）
图8 除微胞藻的PN-PFS-soil在不同温度(3.02times;109
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[26331]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
