先进氧化技术防治海洋生物入侵性传播的研究

论文摘要

外来生物入侵性传播是海洋生态环境面临的四大威胁之一,海洋外来生物在新的适宜生存环境中的异常繁殖,会对近岸海域的生态系统带来灾难性破坏,甚至导致本土物种的灭绝,严重威胁海洋生态系统安全。船舶压载水是外来生物入侵最主要传播途径。如何安全有效治理船舶压载水外来生物入侵问题是目前国际海洋环境研究中的难点和热点之一。 本文针对防治海洋外来生物入侵性传播这一难题,结合国家自然科学基金重点资助项目(No.60031001)、国家重大基础研究前期研究专项(No.2002CCC00900),采用先进氧化方法羟基自由基杀灭外来海洋微生物的技术路线。探索先进氧化方法的反应机理,研究羟基自由基对细菌及小新月菱形藻杀灭情况,结果表明: 1.先进氧化方法是对传统化学思维的更新和发展,它是从源头上解决环境污染问题,避免或不用对生态环境有害、有毒的原料、溶剂、试剂以及催化剂;不产生有害、有毒的产品和副产品等,力求使化学反应具有“原子经济性”以及实现废物的零排放和零污染。 2.羟基自由基氧化能力强、反应速度快,对海洋微生物具有很强的杀灭效果,反应彻底、无有害残留物。 3.当羟基溶液比值浓度达到0.75mg/L时,就可以完全杀灭10~5个/mL的细菌;羟基自由基对小新月菱形藻有显著的杀灭效果;细胞破碎程度随着羟基比值浓度的增大而增大的;在羟基比值浓度较低(0.4mg/L左右)的情况下,羟基自由基只氧化细胞膜外物质,当羟基浓度增大到一定的浓度时(0.6mg/L左右)膜被氧化破裂,这时羟基自由基继续氧化膜内物质并使其泄漏,最终将藻细胞完全杀死。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 生物入侵
• 1.2 国际治理船舶压载水的方法
• 1.2.1 机械法
• 1.2.2 物理法
• 1.2.3 化学法
• 1.3 治理船舶压载水生物入侵的国内外研究动态
• 1.3.1 欧洲
• 1.4.2 波罗的海
• 1.3.3 黑海
• 1.3.4 里海
• 1.3.5 美洲
• 1.3.6 大洋洲
• 1.3.7 亚洲
• 1.3.8 海洋入侵研究的国际网络化
• 1.4 治理船舶压载水生物入侵性传播的研究方向
• 1.5 本论文研究的主要内容
• 第2章 先进氧化方法
• 2.1 先进氧化方法概念
• 2.2 ·OH先进氧化特性
• 2.2.1 羟基自由基具有高的氧化电极电位
• 2.2.2 羟基自由基参与的化学反应
• 2.2.3 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性
• 2.2.4 反应时间
• 2.2.5 ·OH一旦形成，会诱发一系列的自由基链反应
• 2.2.6 羟基最终生成物
• 2.3 先进氧化方法研究现状
• 2.3.1 化学氧化
• 2.3.2 先进氧化技术
• 2.3.3 强电离放电产生羟基的等离子体化学反应过程
• 2.4 化学反应
• 2.4.1 氢抽提反应
• 2.4.2 氧化分解反应
• 2.4.3 加成反应
• 2.4.4 电子转移反应
• 2.5 先进氧化设计
• 2.5.1 先进氧化设计
• 2.6 先进氧化设计内容
• 第3章 先进氧化方法致死细菌的实验研究
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验方法
• 3.3 实验结果及分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 先进氧化方法致死小新月菱形藻的生化实验研究
• 4.1 实验材料
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历