碳納米管吸附態(tài)阿特拉津生物可利用研究.pdf

1、碳納米材料作為一種新型的工業(yè)材料，隨著其廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的被釋放到環(huán)境中，進(jìn)而對(duì)環(huán)境造成潛在影響和危害。農(nóng)用除草劑是環(huán)境中一類(lèi)重要的持久性有機(jī)污染物，長(zhǎng)期施用已造成世界范圍內(nèi)水體和土壤的污染。碳納米材料具有強(qiáng)吸附性，它們進(jìn)入環(huán)境后會(huì)使得具強(qiáng)疏水性的污染物吸附在碳納米材料上。有毒有害污染物被碳納米材料富集后遷移能力增加，毒性可能增強(qiáng)，遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨等環(huán)境行為隨之改變，可能會(huì)威脅到人體健康和生態(tài)系統(tǒng)安全。生物的降解作用是該類(lèi)污染物從環(huán)境

2、中去除的重要途徑。長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)于吸附態(tài)污染物能否被微生物利用的討論與研究莫衷一是，定性定量探討吸附態(tài)污染物的生物降解過(guò)程，對(duì)正確揭示和理解生物可利用性機(jī)理，制定合理的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，有重要的指導(dǎo)意義。
　　 本論文選用阿特拉津(Atrazine)為目標(biāo)污染物，在研究其在三種多壁碳納米管上的吸附規(guī)律的基礎(chǔ)上，分別對(duì)阿特拉津在純水相和碳管-水混合體系中的生物降解情況做了研究，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論歸納如下：
　　 (1)阿特拉津在

3、三種多壁碳納米管上的吸附等溫線均能較好的符合Freundlich Model、Langmuir Model以及Dubinin-RadushkevichModel，三種多壁碳納米管對(duì)阿特拉津的吸附強(qiáng)弱順序依次為：MWNT-COOH>MWNT-OH>MWNT。結(jié)合碳管表征數(shù)據(jù)分析得出，比表面積是決定吸附容量的最主要因素，吸附以表面吸附為主。揭示了阿特拉津在三種多壁碳納米管上的吸附規(guī)律，同時(shí)也為后續(xù)生物可利用性部分的研究實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。

4、>　　 (2)選用高效降解菌一假單胞菌AD2，研究碳管-水混合體系中阿特拉津的消減動(dòng)力學(xué)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碳納米管吸附作用與生物降解作用之間存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。碳納米管吸附作用在混合體系中對(duì)阿特拉津的減少速率貢獻(xiàn)上隨著碳納米管濃度的增加而增大。實(shí)驗(yàn)研究了吸附作用與生物降解之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，為下一步的實(shí)驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。
　　 (3)選擇兩個(gè)初始濃度的三種碳納米管，對(duì)吸附平衡體系進(jìn)行阿特拉津的生物降解實(shí)驗(yàn)，測(cè)定水相阿特拉津殘余和氯離子含量，并對(duì)碳納

5、米管采用乙酸乙酯反萃，研究吸附態(tài)阿特拉津的生物可利用性情況。結(jié)果表明，碳納米管吸附態(tài)阿特拉津絕大部分能被生物利用，極少部分不能被生物利用。推測(cè)原因是由于碳納米管對(duì)阿特拉津的吸附機(jī)制中表面吸附占主導(dǎo)，該部分吸附的阿特拉津能夠直接或者間接被微生物降解利用；而極少部分屬于微孔或者中孔吸附，該部分不能被微生物所降解利用。根據(jù)氯離子測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在碳納米管存在條件下，阿特拉津降解產(chǎn)生的含氯中間產(chǎn)物，這些產(chǎn)物在也能夠被吸附在碳管上，致使阿特拉津降解