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，越來越多的被釋放到環(huán)境中，進而對環(huán)境造成潛在影響和危害。農(nóng)用除草劑是環(huán)境中一類重要的持久性有機污染物，長期施用已造成世界范圍內(nèi)水體和土壤的污染。碳納米材料具有強吸附性，它們進入環(huán)境后會使得具強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，遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨等環(huán)境行為隨之改變，可能會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污染物從環(huán)境

2、中去除的重要途徑。長期以來，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程，對正確揭示和理解生物可利用性機理，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，主要研究內(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阿特拉津的吸附強弱順序依次為：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，同時也為后續(xù)生物可利用性部分的研究實驗奠定了基礎(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力學(xué)，實驗發(fā)現(xiàn)碳納米管吸附作用與生物降解作用之間存在競爭關(guān)系。碳納米管吸附作用在混合體系中對阿特拉津的減少速率貢獻上隨著碳納米管濃度的增加而增大。實驗研究了吸附作用與生物降解之間的競爭關(guān)系，為下一步的實驗打下了基礎(chǔ)。
　　 (3)選擇兩個初始濃度的三種碳納米管，對吸附平衡體系進行阿特拉津的生物降解實驗，測定水相阿特拉津殘余和氯離子含量，并對碳納

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。推測原因是由于碳納米管對阿特拉津的吸附機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