OH杀灭压载水中外来生物的模拟船上中试实验研究

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,甚至导致土著物种的灭绝,严重威胁海洋生态系统安全。船舶压载水的给排过程是造成地理性隔离水体间海洋生物传播的最主要途径。如何安全有效治理船舶压载水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),采用羟基杀灭外来海洋微生物的技术路线。探索羟基致死海洋微生物的机理,研究强电离放电方法制取羟基溶液,研究羟基对海洋单胞藻杀灭情况、处理后压载水水质变化等,结果表明: 1.羟基氧化能力强、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; 2.利用强电离放电结合高效气液溶解技术,可以制取高浓度羟基溶液,羟基 比值浓度可以达到4mg/L; 3.在20t/h外排压载水流量条件下,羟基溶液比值浓度达到0.45mg/L时,就 可以完全杀灭异样细菌;当羟基溶液比值浓度达到O.54mg/L时,就能完全 破坏抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,同时使MDA含量增加两倍, 破坏其膜系统;羟基溶液比值浓度达到0.65mg/L时,就可以在2m(反应 时间约1s)长的排放管道中杀灭海洋微生物,氧化分解叶绿素a;并且处 理后压载水中氨盐、亚硝酸盐和COD等含量降低98%以上,同时降低有 害金属离子的含量,改善水质。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 船舶压载水生物入侵性传播的危害
• 1.2 国际社会极大关注船舶压载水生物入侵性传播的防治工作
• 1.3 防治压载水生物入侵性传播方法的研究现状
• 1.3.1 机械过滤法
• 1.3.2 加热法
• 1.3.3 氯及氯化物
• 1.3.4 公海更换压载水
• 1.4 治理船舶压载水生物入侵性传播的研究方向
• 1.5 本文的主要内容
• 第2章 羟基杀灭海洋微生物的机理研究
• 2.1 先进氧化技术的概念
• 2.2 羟基的先进氧化性质
• 2.3 羟基参与的化学反应类型
• 2.3.1 氢抽提反应
• 2.3.2 氧化分解反应
• 2.3.3 加成反应
• 2.3.4 电子转移反应
• 2.4 羟基致死海洋微生物的生化过程
• 2.4.1 膜脂过氧化
• 2.4.2 氨基酸氧化分解
• 2.4.3 蛋白质构象改变
• 2.4.4 脱氧核糖核酸（DNA）链断裂
• 2.4.5 酶失活
• 2.5 本章小结
• 第3章 羟基及其溶液
• 3.1 产生高浓度羟基的等离子体装置
• 3.1.1 形成强电离放电的原理和方法
• 3.1.2 产生高浓度羟基的等离子体装置
• 3.2 产生羟基的等离子体反应过程
• 3.3 高浓度羟基溶液的制取
• 3.3.1 羟基溶解理论基础
• 3.3.2 高浓度羟基溶液的制取
• 3.4 本章小结
• 第4章 羟基杀灭压载水微生物的20t／h中试实验研究
• 4.1 实验材料
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果及分析
• 4.3.1 羟基溶液对异养细菌的杀灭效果研究
• 4.3.2 羟基对球等鞭金藻杀灭效果研究
• 4.3.3 羟基对球等鞭金藻叶绿素a含量的影响研究
• 4.3.4 羟基对单胞藻的物理伤害研究
• 4.3.5 羟基对盐藻抗氧化酶活性的影响
• 4.3.6 羟基对压载水水质的影响研究
• 4.4 小结
• 第5章 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 参考文献
• 研究生履历