三氯乙烯好氧生物降解的初步研究

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究（共12篇）

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇1

氟苯胺好氧生物降解性能的研究

摘要：利用驯化污泥研究了邻氟苯胺、对氟苯胺、2,4-二氟苯胺的好氧生物降解性能.结果表明,3种氟苯胺的好氧生物降解性能从高到低依次为对氟苯胺、邻氟苯胺和2,4-二氟苯胺.降解动力学分析表明,除2,4-二氟苯胺在实验质量浓度8.56 mg/L时为一级反应,其他为零级反应;且它们的降解规律都符合Monod方程;30 ℃、振荡速率140 r/min为氟苯胺的最佳降解条件.同时研究了共基质条件下葡萄糖和苯胺对2,4-二氟苯胺的好氧降解的.影响,葡萄糖的引入有促进作用,而苯胺只在一定浓度范围内有促进作用.氟苯胺的生产废水与生活污水合并处理以及多种组分混合废水处理是可行的.作 者：余慧 张超杰 周琪 陈玲 Yu Hui Zhang Chaojie Zhou Qi Chen Ling 作者单位：同济大学环境科学与工程学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,92期 刊：环境污染与防治 ISTICPKU Journal：ENVIRONMENTAL POLLUTION AND CONTROL年，卷(期)：,28(9)分类号：X7关键词：氟苯胺 好氧降解 降解动力学 共基质降解

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇2

在现代产业中,植物单宁除大量用于传统制革、制药、石油开采的稀释剂、堵剂和采矿的浮选抑制剂等粗加工工业外,制备功能型高分子材料(固化单宁)等精细化利用,也成为植物单宁研究的重要方向之一[1]。然而大量研究表明:植物单宁对微生物具有广谱的抑制作用,富含有植物单宁的废水具有较强的生物毒性,直接排放会对环境带来严重的污染[2,3]。因此,系统地研究植物单宁的生物降解性和降解方法,具有较大的理论和实际意义。

前人研究发现,微生物抵御植物单宁的生物毒性主要存在2种机制[4]:一是微生物细胞分泌与植物单宁具有高亲和性的蛋白质等化合物,使植物单宁不与微生物中维持其活性必须的代谢酶和细胞膜结合,该种机制下微生物不会对植物单宁进行降解,甚至会抑制植物单宁的生物降解作用,R.Mutabaruka[5]等人在植物单宁蛋白复合物降解研究中发现:没有形成复合物的基质较形成单宁/蛋白复合物的基质更易降解,同时水解类单宁/蛋白质复合物的生物降解性远优于缩合类单宁/蛋白质复合物的生物降解性;二是微生物分泌对植物单宁具有抗性并使其发生降解的酶,如单宁酶、多酚氧化酶等。此外,大量研究发现单宁在作为唯一碳源时往往不能被微生物较好地利用,需要在单宁降解时加入一些简单的碳源,如葡萄糖、蔗糖等。这可能是因为单宁分子中存在多种键合,微生物利用第一碳源(糖类)生长,产生相应的降解酶类,从而降解作为第二碳源(单宁)的难降解物,也就是说,植物单宁的生物降解存在共代谢过程[6,7]。

与此同时,皮革复鞣工序是皮革生产过程中的重要工序,也是使用相关有机化学品种类较多的工序之一,在制革复鞣废水中,植物单宁作为主要成分之一的同时,也含有大量的蛋白质和油脂类物质,并且在复鞣过程中还会使用到蛋白填充剂、淀粉填充剂、加脂剂等,在后期污水处理过程中这些化学品难以用简单的物理机械手段进行分离,当这些有机化学品进入生态环境中其生物降解性能将相互影响[8],前人研究已证明这些有机化学品部分属于易降解物质[9,10],有可能作为植物单宁生物降解的第一碳源,形成共代谢过程。此外,皮革加脂剂主要由中性油和活性成分2种物质组成,活性成分具有一定的表面活性,可改善水体基质底部气态氧分子的传递,从而促进植物单宁的氧化降解过程。因此,本文以坚木鞣剂为试验材料,研究了葡萄糖和磷脂加脂剂2种共基质材料对缩合类单宁生物降解的影响,并对共基质影响缩合类单宁生物降解的机理进行了探讨。

1 试剂与试验

1.1 主要试剂

坚木栲胶:工业级,力厚化工有限公司生产,主要成分为坚木单宁,其特征结构见图1。

无机盐培养基:K2HPO421.75mg/L,KH2PO48.5mg/L,Na2HPO416.58mg/L,NH4Cl 1.7mg/L,Mg SO411.14mg/L,Ca Cl227.5mg/L,Fe Cl20.15mg/L。

共基质:葡萄糖(分析纯,天津市风船化学试剂科技有限公司);

磷脂加脂剂(工业级,科莱恩化工(中国)有限公司的Dermino NLM Liquid,活性成分88%)。

仪器:紫外可见分光光度计WFZ UV-2000,尤尼柯(上海)仪器有限公司;QYC-200型震荡培养箱,上海福玛实验设备有限公司;台式离心机TDL80-2B,上海安亭科学仪器厂;自制COD测定仪。

1.2 表征

(1)生物量X(mg/L)的测定[11]:以10 000r/min转速离心10min,取基质上的清液为空白项,在600nm下测定基质的吸光度,使用干重校准曲线将光密度转化为菌体细胞干重浓度。

(2)CODCr的测定,采用GB 11914-89(水质化学需氧量的测定重铬酸盐法)法测定。

1.3 试验方法

1.3.1 单基质条件下坚木单宁的生物降解研究

用于本研究的脱水活性污泥是从中国山东省某制革厂废水处理厂获得,该污泥可以提供活性好氧微生物环境。以该脱水活性污泥的稀释液作为接种源。基质中坚木单宁的浓度分别为100、150、200、250和300mg/L,接入无机营养液和菌种,130r/min下30℃恒温震荡培养5d。取样测定基质中出水CODCr值,按如下公式计算可生物去除率:

其中:E为可生物去除率,单位为%;COD0和CODt分别为基质培养前后的出水CODCr值,单位为mg/L。

1.3.2 共基质条件下坚木单宁的生物降解研究

固定坚木单宁浓度为200mg/L,加入不同浓度的共基质材料(分别为葡萄糖和磷酸加脂剂),共基质材料在0~300mg/L浓度范围内均匀设置7个点,接入0.866g/L(细胞干重浓度)的细菌生物量,30℃下震荡培养5d后,取样测定不同初始浓度共基质的出水CODCr值,计算共基质的可生物去除率,将共基质材料(分别为葡萄糖和磷酸加脂剂)的可生物去除率扣除后,即得共基质条件下坚木单宁的可生物去除率。

2 结果与讨论

2.1 单基质条件下坚木单宁的可生物去除率

可生物去除率表示有机物中可生物降解部分占整个有机物量的百分比,不同基质浓度下的坚木单宁可生物去除率如表1所示。

注:平均可生物去除率为11.53%。

从表1中可以看出:不同浓度的坚木单宁的去除率相当接近。这是由于,对于固定的菌源和难降解有机物来说,可生物去除率为定值。可生物去除率越高,表明有机物的可生物降解性越好。坚木单宁的平均可生物去除率为11.53%,小于40%,属于难降解有机物。

2.2 共基质对坚木单宁可生物去除率的影响

为研究共基质对坚木单宁降解的影响,本文分别对不同浓度葡萄糖和磷脂加脂剂基质下坚木单宁的可生物去除率进行了测定。试验结果显示,随着加入的2种易降解有机物浓度的增加,坚木单宁的可生物去除率均呈现逐渐增大趋向于定值的趋势,同时2种共基质条件下坚木单宁的可生物去除率增大量均较明显。作者认为这是因为基质中加入易降解有机物为微生物提供了较充足的碳源和能源,增强了基质中微生物活性,促使微生物合成降解坚木单宁所需的相关酶。同时,在葡萄糖和磷脂加脂剂的降解过程中均会产生大量的NADH(还原性辅酶I),该物质是芳香族加羟基化酶系统的关键辅助因子[12]。

因此,当基质中易降解有机物浓度较低时,易降解有机物降解产生的ATP(三磷酸腺苷)和NADH主要用于维持微生物细胞自身的代谢活性,坚木单宁的降解增加量不明显。但随着基质中易降解有机物浓度的继续增加,代谢产生的ATP和NADH除可维持微生物自身活性和生长外,还产生大量剩余,并用于坚木单宁的降解,使坚木单宁的可生物去除率迅速增高。然而随着坚木单宁的进一步降解,产生大量无法被生物利用的降解中间体(如间苯二酚等),最终使固定菌种条件下坚木单宁的可生物去除率趋于一个定值。由此可见,共基质中易降解有机物浓度与坚木单宁的可生物去除率间应呈现S线性关系,本文以Hill模型对试验数据进行了拟合,该模型公式[13]如(1)所示。

2种易降解有机物共基质条件下,坚木单宁的可生物去除率试验数据拟合曲线见图2-图3所示。

从图2、图3可以看出:磷脂加脂剂对提高坚木单宁可生物去除率的作用更加显著。2种易降解有机物共基质条件下坚木单宁的可生物去除率试验数据的拟合曲线参数如表2所示。

根据统计学检验的结果,拟合结果的决定系数R2均大于0.95,F检验值均大于F0.01,5(10.97),P值均小于0.01,估计值与观察值关联性非常显著,因此Hill模型可以用于描述共基质中,易降解有机物浓度与单宁可生物去除率的剂量-效应关系。

从表中可以得出2种易降解有机物分别存在时,坚木单宁的共基质降解情况。

(1)葡萄糖为共基质条件下的半饱和系数K和形状系数n值,均小于磷脂加脂剂作共基质时的K值和n值,即当共基质易降解有机物的浓度小于100mg/L时,葡萄糖对坚木单宁的生物降解促进作用,大于磷脂加脂剂的作用。这可能是因为葡萄糖是微生物细胞主要单糖类能源,能被普遍微生物所利用,在作为共基质时,很容易被较少的酶分解,在浓度较低时就能够为坚木单宁的降解提供充足的能源与辅助因子。因此,较低浓度条件下葡萄糖对坚木单宁降解的促进作用较大。

(2)以磷脂加脂剂为共基质的坚木单宁可生物去除率最大增量ΔEmax,是以葡萄糖为共基质的条件下的2倍,即当共基质易降解有机物的浓度大于200mg/L时,磷脂加脂剂比葡萄糖能够更大程度的提高坚木单宁的生物降解性。这是因为磷脂加脂剂具有富营养效应,是细胞膜的重要组成部分,会使微生物大量生长,提高微生物生理活性[10]。磷脂加脂剂水解后可以得到甘油、脂肪酸、磷酸等化合物,脂肪酸经过α、β、ω—氧化可产生NADH和乙酰Co A,2种物质代谢产生的能量,都可以促进微生物的生长、代谢。此外,脂肪酸ω—氧化诱导产生的混合功能加氧酶细胞色素P450是一种铁氧化还原蛋白(Ferredoxin)[14],其辅基中的铁原子只形成了5个配位键,因此还能与O2形成一个配位键,从而将上游电子传递给氧,该酶可参与坚木单宁降解过程中部分芳香环的羟基化反应。本文试验所用磷脂加脂剂以卵磷脂为主要成分,其结构成分中的磷酸和胆碱是合成微生物代谢过程中所需要的NAD+、FAD、ADP以及其它辅酶的重要原料,磷脂加脂剂的添加能提高基质中NAD+(NADH)和FAD(FADH2)等的浓度,从而提高基质中微生物的氧化还原活性。因此,磷脂加脂剂能更大程度地促进坚木单宁的生物降解。

(3)2种共基质条件下拟合出的单基质坚木单宁的可生物去除率E0(葡萄糖和磷脂加脂剂分别是11.691%和11.988%),都接近于2.1中所测定的不同浓度条件下坚木单宁的平均可生物去除率11.53%,验证了单基质条件下坚木单宁的可生物去除率仅与菌种有关,与基质中坚木单宁的初始浓度无关。

2.3 缩合类单宁生物降解途径共基质影响的设想

坚木栲胶中除含有坚木单宁外,还含有部分糖类、蛋白质、酚类和没食子酸等非鞣质物质。其中糖类、蛋白质等易降解物质被微生物直接降解利用,但其含量极低仅为鞣剂中总质量的1%左右[15],无法为微生物正常活性提供充足的能源。而非鞣质中的酚类物质(如邻苯二酚)可按如下路径进行降解。

多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,简称PPO)是能有效催化多酚类化合物氧化形成相应醌类物质的一类铜蛋白。PPO活性中心的Cu2+与多HisHis和Cys-His残基以配位键相连形成具有特定立体结构的活性部位。当基质中存在邻苯二酚基多酚类物质存在时,由于其“靠近”及“定向”效应,使PPO的空间构象发生改变,与邻苯二酚基上的二个羟基相互契合,以氢键相连形成酶与底物的复合物。由于复合物的不稳定性,PPO构象发生扭曲,在NAD+的辅助下,酚羟基的氢键断裂,H被附着在PPO的活性中心上,产物脱离了活性部位,形成不稳定中间体邻醌,并进一步发生一系列次生氧化作用,形成了多种氧化产物。PPO又通过脱氢作用,电子被传递给NAD+形成NADH,PPO发生构象回转,重新成为具有催化能力的蛋白质[16]。从上可知,具有邻苯二酚基的非鞣质可在多酚氧化酶的酶促作用下进行开环,产生一分子NADH,并且开环产物可进一步降解,为微生物活性提供一定的能源。因此,在单基质条件下坚木单宁表现出一定的可生物降解性,即可生物去除率均为11.53%。

坚木栲胶中的主要成分为坚木单宁,其黄烷醇单体间以C—C键相连。对于缩合类单宁的生物降解,前人认为单宁在微生物作用下先分解成无色花青单宁、无色菲瑟定、儿茶素以及1,3-二苯基-2-丙醇等黄烷醇单体,再由加氧酶作用下形成黄酮类化合物[17],在多酚氧化酶系统下这些黄酮类化合物被开环降解。作者认为在微生物作用下,缩合类单宁的C—C键断裂及羟基化形成黄酮类降解中间体过程,是在一个加氧酶系统下同步完成,其机理是:在酸性微环境下A环上的碳原子接上一个质子形成正碳离子,其具有高亲电性,易于电荷吸引铁硫蛋白活性中心的铁硫簇[Fe2S2(SCH3)4]2-,使铁硫蛋白的活性中心靠近C—C键反应位点,由NADH和黄素组成供电系统,在铁硫蛋白活性中心发生一系氧化还原反应,O2中一个氧原子被转移到底物分子上形成环氧中间体,而另外一个氧原子则被还原为O2-带走C—C键2个碳原子所连质子形成H2O分子并促使C—C键断裂,A环碳恢复正常价态,C环碳残留一对孤立电子对,由环境中H2O分子促进下,A环碳接上羟基,而C环碳形成酮基,缩合类单宁C—C键完全羟基化断裂后形成黄酮类化合物单体。坚木单宁为体形结构,有C4—C6和C4—C82种缩合键,其中以C4—C8缩合键为主,2种缩合键的氧化断键机理一致,以C4—C8为例,缩合类单宁C—C键氧化断键可能的反应机理见图5所示。

从如上的降解路径可以看出:在单宁的羟基化过程中需要消耗NADH提供的电子,当基质中缺乏NADH时,缩合类单宁C—C键加质子形成的正碳离子与Fe—S蛋白中Cys残基共价键结合,形成稳定的单宁-蛋白质复合物,阻止了缩合类单宁的进一步降解。而当共基质条件下,易降解有机物降解过程为基质提供了充足的NADH,使缩合类单宁在双加氧羟基化酶的作用下,形成二氢根黄素等具有邻苯二酚基的黄酮类单体。所生成的黄酮类单体在假单胞菌属的多酚氧化酶作用下,经过2次开环氧化即可形成2分子的草酰乙酸和1分子的原儿茶酸,其反应机理如图6所示。

在基质中NADH的辅助下,缩合类单宁形成黄酮类化合物,基质中黄酮类化合物的积累,刺激微生物分泌黄酮类化合物降解专一性的多酚氧化酶,在各种黄酮类化合物的降解过程中产生间二苯酚类酚类化合物,微生物无法利用该类降解中间体,降解停止[18]。因此,基质中添加易降解有机物仅能部分提高坚木单宁可生物去除率,无法使基质中的坚木单宁完全降解。

3 结论

(1)单基质条件下,坚木单宁的可生物去除率与基质初始浓度无关,仅与基质中所接菌种有关,同时,坚木单宁属于难降解有机物。

(2)加入2种易降解有机物后,坚木单宁的可生物去除率均有明显提高,磷脂加脂剂比葡萄糖能更好地提高坚木单宁的可生物去除率。坚木单宁的可生物去除率随所加入易降解有机物的浓度r增加而增大,其剂量-效应关系符合Hill方程:

(3)共基质中易降解有机物促进缩合类单宁的C—C键断裂,从而促进缩合类单宁降解。

摘要：通过测定可生物去除率,研究了单基质下坚木单宁的好氧生物降解性以及葡萄糖和磷脂加脂剂2种共基质材料,对坚木单宁的好氧生物降解性能的影响。结果表明:单一基质时,坚木单宁的可生物去除率与浓度无关;共基质下2种易降解有机物均能促进坚木单宁的生物降解,其促进作用可通过最大可生物去除率增加值(△Emax)、半饱和系数(K)值的不同来反映。坚木单宁的可生物去除率与加入的易降解有机物浓度的关系符合Hill方程。

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇3

摘要：在分析、研究内循环三相生物流化床反应器(ITBFB)效能影响因素的基础上,提出了轻质滤料过滤与ITBFB相耦合技术原理,设计出好氧高效分离生物流化床复合反应器.应用新型反应器进行生活污水中试试验的结果表明,在复合反应器HRT较短为1.1 h时,SCOD和SS去除率分别达60%和96%;在滤层厚度为30 cm,过滤速度为4.24 m/h时,复合反应器的.出水悬浮物可保证16 h达标排放.作 者：左东升    何绪文    宋英豪    王发珍    Zuo Dongsheng    He Xuwen    Song Yinghao    Wang Fazhen  作者单位：左东升,何绪文,王发珍,Zuo Dongsheng,He Xuwen,Wang Fazhen(中国矿业大学(北京校区)化学与环境工程学院,北京,100083)

宋英豪,Song Yinghao(北京市环境保护科学研究院,北京,100037)

期 刊：环境工程学报  ISTICPKU  Journal：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING 年，卷(期)：, 1(3) 分类号：X703.3 关键词：ITBFB反应器    好氧高效过滤分离生物流化床复合反应器    中试研究   

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇4

厌氧/缺氧/两级好氧生物滤池处理焦化废水研究

摘要：焦化废水成分复杂,难于处理.以实际焦化废水为对象,采用不同规格的球形轻质陶粒作填料,在上向流厌氧/缺氧/两级好氧生物滤池中对其进行了处理.该工艺的`厌氧段强化了对难降解物质的去除及部分水解功能,缺氧段强化了反硝化脱氮功能,好氧第一级强化了对有机物的去除功能,第二级强化了对氨氮的硝化去除功能.试验结果表明,在进水COD为1 161.5 mg/L、BOD5为271.9 mg/L、NH3-N为230.2 mg/L、挥发酚为105.5 mg/L、氰化物为3.2 mg/L、TOC为281.6 mg/L,总停留时间为24 h,回流比为(3～4):1,好氧曝气的气水比为(3～6):1的条件下,系统对COD、BOD5,NH3-N、挥发酚、氰化物和TOC的平均去除率分别为91.8%、95.0%、98.5%、99.8%、93.8%和91.2%,出水水质满足国家二级排放标准.作 者：肖文胜    XIAO Wen-sheng  作者单位：黄石理工学院,环境科学与工程学院,湖北,黄石,435003;北京理工大学,化工与环境学院,北京,100081 期 刊：中国给水排水  ISTICPKU  Journal：CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：, 22(11) 分类号：X703.1 关键词：厌氧/缺氧/两级好氧    生物滤池    焦化废水   

 

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇5

用含M盐(2-硫醇基苯并噻唑)的橡胶工业有机废水驯化活性污泥,筛选出8株菌.纯化后进行混合培养,对其生长条件进行分析后发现:复合菌适合在30～35℃的偏碱性条件下生长,能耐受50 g/L盐度的`影响.当添加葡萄糖和尿素后对复合菌生长影响较大,同时可使橡胶工业有机废水降解率分别提高18.6%和7.56%;无机离子也对复合菌的降解能力有一定的促进作用.采用综合正交试验得出:葡萄糖、尿素、菌量、转速分别为2g/L、1 g/L、20%、80 r/min为复合菌的最佳降解条件,最高降解率为68.24%,从而提高了投菌法的降解效率.

作 者：顾韬 李捍东 王平Gu Tao LI Han-dong WANG Ping  作者单位：顾韬,Gu Tao(中国环境科学研究院,北京,100012;中南林业科技大学,生命科学与技术学院,长沙,41)

李捍东,LI Han-dong(中国环境科学研究院,北京,100012)

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇6

生物可降解聚合物的降解过程主要表现为材料在微生物生长侵蚀以及水解、氧化等反应作用下发生断裂,因此污秽环境是影响生物可降解聚合物作为绝缘材料的主要因素之一[10]。本工作采用生物可降解聚乙烯薄膜为试样,研究污秽程度对绝缘破坏的影响。采用单筒连续变倍视频显微镜对破坏痕取像,利用图像模式识别计算破坏面积与盒子维数,进而对比分析生物可降解聚乙烯和高密度聚乙烯的绝缘破坏特性。

1 实验方法与过程

实验采用生物可降解聚乙烯(biodegradable polyethylene,BDPE)薄膜为试样,以高密度聚乙烯(HDPE)薄膜为参考试样,厚度均为15 μm。

采用氯化钠和去离子蒸馏水混合的盐溶液模拟污秽环境,通过液体电导率测量仪(MODEL SC82)制备溶液电导率分别为0.4,2.0,5.0,10.0,20.0mS/cm,将试样在不同污秽溶液中分别浸泡8,16,32,40天取出后在室温下干燥12h。

绝缘破坏实验装置如图1所示。高压直流电源输出电压0～+50kV,稳压误差<0.1%,电极模型为“针-板”电极结构,针电极长50mm,尖端曲率半径0.5mm,板状电极尺寸200mm×200mm,电极间空气间隙1cm。

实验在温度23℃,相对湿度50%的环境下进行,针电极接高压直流电源,板状电极接地。试样置于针电极处,采用阶梯升压法施加实验电压,升压速率1kV/s,每升高1kV维持10s后继续升压,当针电极出现起晕现象后,实验电压每升高0.5kV维持10s,直至发生绝缘击穿,此时的电压值即为绝缘击穿电压。采用单筒连续变倍视频显微镜(MZS1065)对破坏痕取像,基于图像模式识别技术确定破坏痕的有效边界并采用有限元积分法计算击穿面积A=∫undefinedd∫D/20rdr其中D为破坏痕的等效直径,r=[0,D/2],θ=[0,2π]。

2 破坏痕的盒子维数计算

盒子维数又称容量维数,能够计算数字图像的分形维数,提取和识别图像特征。因此本研究基于图像模式识别技术将破坏痕图像转变为一系列像素点顺次组成的数字图像,采用盒子维数分析破坏特征。

根据破坏痕图像的有界性,总可以找到一个矩形包含破坏痕图像的所有点集,然后将这个矩形分割成若干个边长为r的小方格,统计包含破坏痕的小方格数记为N(r),则破坏痕的盒子维数DB为:

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根据式(1),对于递减序列rk可以在双对数坐标系中拟合数据点(-lnrk, ln N(rk)),其斜率即为图像的盒子维数。通常,构造rk采用的序列为:

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由于数字图像最小尺寸为1个像素,等分时必须完全保证每一等分下都能划出均匀相等的网格。以1024×1024像素的图像为例,选取盒子边长r分别为1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024像素,不同盒子边长r下破坏痕图像所覆盖的盒子数N(r)如图2所示。随着盒子边长的增加,破坏痕图像覆盖的盒子数下降。当盒子边长为1024像素时,盒子数为1,此时一个盒子就完全覆盖整个图像。

采用最小二乘法拟合(-ln r,ln N(r)),如图3所示。拟合直线的线性相关系数为0.9888,直线的斜率即为破坏痕的盒子维数,描述了由离散像素点构成的数字图像中破坏痕在整个图像范围中的分布特点:盒子维数越接近2,表明破坏痕越趋向于沿整个图像范围分布;盒子维数在1附近,表明破坏痕趋向于沿图像范围内某条直线分布;盒子维数接近于0,表明破坏痕离散分布在图像范围内的一些小区域。

3 实验结果与讨论

2.0mS/cm污秽液中浸泡32天后,BDPE的绝缘破坏图像如图4所示。薄膜的绝缘破坏主要是由于直流升压过程中,针电极附近产生的正电荷不断积聚在薄膜针电极侧,板电极在强电场作用下发射的电子以碰撞电离和电子崩的形式加速向薄膜运动,在与薄膜碰撞时电子的动能转化成热能导致薄膜温度不断上升

而分解和熔化,同时加速运动的电子在电场作用下与薄膜中晶格结点上的原子和离子不断碰撞发生电离,破坏薄膜的晶格结构最终导致绝缘击穿,形成绝缘破坏痕[11]。

污秽溶液中的水分子、离子及微生物能够切断生物可降解聚合物的分子链,导致降解速度加快,直接影响绝缘击穿电压。随着污秽程度的加剧,BDPE和HDPE的击穿电压均呈下降趋势,如图5所示。

图5a为污秽32天后绝缘击穿电压与污秽电导率的关系,图5b为5.0mS/cm污秽中绝缘击穿电压与污秽时间的关系。从图5中可以看出,BDPE的击穿电压高于HDPE的击穿电压。淀粉添加剂提高了BDPE晶格结构的耐温度和电子碰撞破坏的特性[12],从而提高耐击穿特性。在污秽溶液中,氯离子作为催化剂加速聚合物薄膜的分解,引发化学键断裂、分子重排以及分子碎裂等一系列化学反应,导致薄膜的晶格结构随着化学键断裂和分子碎裂而破坏[13]。主要化学反应如下:

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污秽电导率的增加导致氯离子浓度增大,污秽时间的增长导致氯离子作用时间增长,二者均加速反应进行,加剧薄膜结构的破坏程度,导致绝缘击穿电压下降。

由于污秽环境破坏薄膜的晶格结构,当绝缘破坏发生后,绝缘破坏特征也随之发生变化。随着污秽程度的加剧,BDPE和HDPE的破坏面积减小,如图6所示。由于绝缘破坏及其特征与薄膜结构的强弱有关,随着污秽电导率和污秽时间的增加,薄膜中晶格结构的破坏程度加剧,发生绝缘破坏所需的能量降低,破坏面积随之减小。同时淀粉的抑制作用降低了污秽对BDPE分子结构的破坏程度和范围,导致BDPE的破坏面积小于HDPE的破坏面积。

基于图像模式识别技术选取包含破坏痕的1024×1024像素的图像计算盒子维数,得出绝缘破坏特征与污秽程度的关系,如图7所示。BDPE和HDPE绝缘破坏痕的盒子维数介于1和2之间,并且随着污秽程度的加剧而减小,但BDPE破坏痕的盒子维数小于HDPE的盒子维数。根据盒子维数的分布特点可知,盒子维数越大表明破坏痕越趋向充满整个图像,这与绝缘破坏痕的击穿面积随着污秽程度的变化趋势相一致。因此,盒子维数可以准确反映绝缘破坏痕的空间占有情况,即污秽溶液对聚合物材料的破坏程度。

4 结论

(1)生物可降解聚乙烯中的淀粉添加剂使其具有优于高密度聚乙烯的耐击穿特性。随着污秽程度的加剧,淀粉添加剂降低了污秽液对分子结构的破坏程度,使其击穿电压高于高密度聚乙烯的绝缘击穿电压。

(2)随着污秽程度的加剧,生物可降解聚乙烯的击穿电压降低,破坏面积也随之减小。

塑料袋可生物降解性研究 篇7

塑料袋可生物降解性研究

对3种不同聚合材料的塑料袋生物降解特性借助BOD数字呼吸仪进行了降解试验.试验结果表明,不同类型聚合材料的.塑料袋生物可降解性有较大的差异,这种差异来源于不同材料本身的特性以及用于改善塑料袋机械性能的添加剂等对生物降解的抑制作用.生物降解性能最好的塑料袋是由聚己内酰胺和聚酰胺脂两种聚合材料组成的,在40 d的试验期间降解率达到了76%,而由脂肪族-芳香-共聚多醚以及聚己内酰胺和添加剂混合材料制成的另外两种塑料袋的降解率只有25%.

作 者：田建民 TIAN Jian-min 作者单位：太原理工大学,矿业工程学院,山西,太原,030024刊 名：太原理工大学学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF TAIYUAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY年，卷(期)：37(6)分类号：X705关键词：塑料袋 生物降解 生活垃圾

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇8

联苯菊酯降解微生物生长环境的优化作用研究

通过富集驯化培养,获得了降解联苯菊酯的混合微生物,研究表明: 该混合微生物发挥最优降解力的温度是34℃,pH为7.1,培养时间为80h.采用联苯菊酯作为培养菌生长的唯一碳源、氮源和能源时,80h联苯菊酯去除率为63%.

作 者：罗天雄 Luo Tianxiong 作者单位：襄樊学院化学与生物科学系,湖北襄樊,441053刊 名：安徽农学通报英文刊名：ANHUI AGRICULTURAL SCIENCE BULLETIN年，卷(期)：15(21)分类号：Q939.9关键词：联苯菊酯 生物降解 混合微生物

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇9

摘要：将源水输入试验水箱,使天然介质材料棕毛纤维表面附着土著微生物,实现自然挂膜.通过设置天然介质材料密度、水力停留时间(HRT)、曝气量,对天然介质材料降解多环芳烃(PAHs)的效果进行了研究.结果表明:天然介质材料密度、HRT和曝气量对PAHs的降解都有明显影响,随天然介质材料密度、HRT和曝气量的增加,PAHs的降解率随之提高;相同天然介质材料密度、HRT或曝气量条件下,大环PAHs降解率明显低于小环PAHs.作 者：马占青 徐明仙 余卫阳 温淑瑶 作者单位：马占青,徐明仙,余卫阳(杭州职业技术学院,浙江,杭州,310018)

温淑瑶(北京师范大学,地理学与遥感科学学院,北京,100875)

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇10

生物废弃物好氧处理过程中的物质变化

摘要：研究了通气量、压实度、颗粒度对生物垃圾好氧处理过程中还原糖、有机物含量变化的.影响.结果表明:还原糖开始迅速下降,最终达到稳定平衡;处理后1～3 d内有机物降解最快,随后降解缓慢;比较适宜的好氧处理条件为:通气量25 m3/(h・t),压实度0.247kg/L,颗粒度8 cm.作 者：刘盛萍    付子豪    俞志敏    吴克    金杰    蔡敬民  作者单位：合肥学院生物与环境工程系,安徽,合肥,230022 期 刊：安徽农业科学  ISTICPKU  Journal：JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES 年，卷(期)：, 35(14) 分类号：X17 关键词：生物垃圾    还原糖    有机物   

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇11

蠕虫(蚯蚓)处理生物垃圾的初步研究

利用蚯蚓的生理代谢活动来处理生物垃圾,从而改变土壤的理化性质,提高土壤肥力,改善土壤中的氮、磷和钾等元素的含量,同时蚯蚓自身也得以存活和增殖.试验通过测定经蚯蚓消化代谢后的生物垃圾,从产物中找出氮、磷、钾的变化规律.同时试验表明蚯蚓的周繁殖率为34%,单独个体日处理生物垃圾量为0.957 g.利用蠕虫(蚯蚓)对生物垃圾进行处理不仅可获得良好的`环境效益、生态效益,同时通过蚯蚓增殖更可获得较好的经济效益.

作 者：金杰 俞志敏 蔡敬民 吴克 作者单位：合肥学院生物与环境工程系,安徽合肥,230022刊 名：安徽农业科学 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES年，卷(期)：34(7)分类号：X705关键词：蚯蚓 生物垃圾 繁殖率 垃圾处理

三氯乙烯好氧生物降解的初步研究 篇12

摘要：船舶压载水造成的有害生物外来入侵问题已经引起世界性关注,本研究以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)为改性材料,通过膨润土颗粒的`表面吸附及离子交换作用对膨润土进行了改性,并以常见于我国沿海的海洋生物种小球藻(Chlorella sp.)、新月菱形藻(Nitzchia closterium)为目标生物,研究了有机膨润土对压载水中有害生物的去除作用.实验结果表明膨润土与HDTMAB发生了有效结合,微观结构和形貌发生改变.当有机膨润土的用量为0.02 g/L时,在24 h内小球藻的去除率大于85%,新月菱形藻的去除率大于90%,而未经改性处理的原土在相同用量下没有表现出明显的去除作用,这表明膨润土通过有机改性除藻能力显著增强.同时对有机膨润土除藻机理进行分析,有机膨润土表面静电作用和季铵盐离子亲脂性长脂肪链的网捕作用及灭杀作用是有机改性膨润土去除微藻细胞的主要原因.作 者：庞艳华 丁永生 孙冰 孙丹 公维民 PANG Yan-hua DING Yong-sheng Sun Bing SUN Dan GONG Wei-min 作者单位：庞艳华,公维民,SUN Dan,GONG Wei-min(大连海事大学,环境科学与工程学院,辽宁,大连,116026;上海海事大学,海洋环境与安全工程学院,上海,35)

丁永生,孙冰,孙丹,PANG Yan-hua,DING Yong-sheng,Sun Bing(大连海事大学,环境科学与工程学院,辽宁,大连,116026)