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改性水稻秸秆对水中四环素的去除研究【字数:7498】

2024-02-24 16:19编辑: www.jxszl.com景先生毕设
抗生素的无节制使用甚至滥用,给人类和自然环境带来了潜在的威胁。现在的研究证明,生物质基材料能够有效吸附抗生素。本文制备7种不同改性方法处理的水稻秸秆吸附材,分别研究了7种不同吸附剂对水中四环素的吸附去除性能,实验发现不同改性处理的水稻秸秆对四环素的吸附效果不尽相同,其中KMnO4改性处理的水稻秸秆对水中四环素的吸附效果最好,达到了9.475mg.g-1,其次是KOH和KOH+H2O2改性处理的水稻秸秆,吸附量分别达到了8.599 mg.g-1,8.341mg.g-1。柠檬酸改性处理的水稻秸秆吸附量为2.788mg.g-1,酒石酸改性处理的水稻秸秆吸附量为3.282mg.g-1,H2O2改性处理的水稻秸秆吸附量为为2.777 mg.g-1,TiO2改性处理的水稻秸秆吸附量的为2.444 mg.g-1,未处理水稻秸秆吸附量为1.633 mg.g-1。不同改性处理水稻秸秆吸附过程的最佳方程模型各不相同。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 改性水稻秸秆的制备 2
1.1.1 H2O2处理水稻秸秆 2
1.1.2 TiO2处理水稻秸秆 3
1.1.3 KMn04处理水稻秸秆 3
1.1.4 酒石酸处理水稻秸秆 3
1.1.5 柠檬酸处理水稻秸秆 3
1.1.6 KOH处理水稻秸秆 4
1.1.7 KOH+H2O2处理水稻秸秆 4
1.2 模拟四环素废水的配制 4
1.3 吸附实验 4
1.3.1 吸附动力学实验 4
1.3.2 吸附量的计算公式 4
1.3.3 吸附率的计算公式 4
1.3.4 吸附动力学模型 4
2 结果与分析 5
2.1 改性水稻秸秆吸附剂与未改性水稻秸秆吸附剂对四环素的吸附对比 5
2.2 改性水稻秸秆吸附剂与未改性水稻秸秆吸附剂对四环素的吸附量对比 6
2.3 不同改性处理水稻秸秆吸附动力学曲线及拟合 7
3结论与展望 1 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072
1
3.1 结论 11
3.2 展望 11
致谢 12
参考文献 12
改性水稻秸秆对水中四环素的去除研究
引言
自上个世纪初人类发现青霉素以来,抗生素已经被普遍地应用到了疾病预防与控制、农业种植与生产、畜牧及水产养殖等多个行业领域。抗生素的开发和利用,不仅可以有效地保障人类生命健康,而且也为预防和治疗动物疾病以及促进动物生长等方面作出了巨大贡献,更是促进了规模化生产与养殖,增加了农林畜牧水产行业的经济效益[1]。
然而,抗生素在为人类生命健康与农业畜牧生产带来好处的同时,由于抗生素的大量使用甚至滥用的现象也为人类生命健康和自然环境安全带来了潜在威胁。人类及动物等摄入的抗生素大部分都无法被机体所吸收或利用,大约30~90%的抗生素仍旧会以原药和代谢产物的形式排泄进入环境。由于抗生素在自然界中属于生物难降解物质,会引起微生物耐药性地增强,影响生物的生长和繁殖,甚至影响人类生命健康[2]。现如今,已有许多国家的河湖、地下水,甚至饮用水中检测出了抗生素的存在[3]。
四环素作为我国现在应用量高居第一位的抗生素[4],在环境中的滞留量不容小觑。因为抗生素本身具有对微生物的抑制影响,传统水处理工艺并不能将其很好地去除或降解。吸附法由于其效果明显、廉价易得,在处理抗生素废水方面逐渐得到关注[5]。
目前的研究发现,利用生物质基材料吸附抗生素,能够有不错效果。国内外的许多研究学者已经对部分农业废弃物,例如甘蔗渣、花生壳、木屑、香蕉皮、核桃、腐朽木[6]等进行改性处理制备吸附剂解决废水。
我国作为世界农业大国,粮食总产量高居全球第一。每年的农作物秸秆量更是多达85000万吨,其中稻草秸秆的比例超过五分之一[7]。目前来说,农作物秸秆利用形式单一,主要将其用作植物肥料、动物饲料、农村新型能源、工业原料、食用菌基料等,除此之外,仍然有超过一半的作物秸秆未能被有效利用[7]。在这其中,稻草秸秆更是因为木质素含量低、 营养价值低和热值低等条件不适用于上述再利用方式,被大量丢弃或焚烧[8],造成了生物质能源的白白流失。如果再焚烧秸秆,将会产生了大量的 CO2、CO、SO2及颗粒物等严重破坏了空气质量状况和周围自然环境。因而,应用水稻秸秆制备生物质吸附剂处理含有抗生素的废水对资源的综合运用产生良好的经济价值及社会意义。
目前,对于改性秸秆吸附水体中重金属离子、有机污染物、磷酸根离子已有研究,但对于吸附水体中的抗生素研究较少。本文研究把水稻秸秆当做基础材料,采用三种氧化处理,三种酯化处理,一种碱性处理及一种碱性+氧化处理共计7种改性处理对水稻秸秆进行改性,研究不同改性处理及未改性处理的水稻秸秆吸附剂对水中四环素的吸附效果及特性,筛选出吸附去除四环素效果最佳的水稻秸秆改性方法。既可以完成资源化农业秸秆,又可以有效去除水环境中的污染物。本研究可以为秸秆资源化提出一种新途径,为水环境中抗生素的去除提供了有效的途径,更为其将来在农田河道中的应用提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 改性水稻秸秆的制备
水稻秸秆取自江苏南京农科院试验地,取回后进行清洗、晾干,将水稻秸秆剪至12cm的小段,置于500ml烧杯中,用蒸馏水进行冲洗,之后用去离子水超声清洗15min,之后放在烘箱中以50℃干燥48h[9]。将烘干的秸秆装袋备用。
具体改性方式见表1。
表1 7种水稻秸秆改性处理方式
Table 1 Seven means of rice straw modified
序号
改性方法
所需材料
符号表示
1
氧化法(H2O2处理)
25g秸秆, 1L 1.5% H202溶液

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