磺胺二甲基嘧啶在不同环境条件下对胶体迁移的影响

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生物炭是一种稳定的富碳产物,通过农林废弃物等生物质在缺氧条件下热裂解形成。在我国北方地区,玉米和小麦作为最经常使用的粮食作物,其秸秆便成为了主要的农业废弃物。这些秸秆经常作为生物肥料或土壤改良剂应用于土壤中,可以同时解决农业废弃物在固碳过程中的污染问题,从而应用前景十分广阔。高岭石胶体是一种常见的土壤黏土矿物,相对密度为2.4~2.6,质软,有滑腻感,耐火度高达1700~1790℃,附着力小,绝缘性好,化学性质稳定。磺胺二甲基嘧啶(SM2)是一种广谱抗生素,特点是抗菌谱广,疗效显著,因此广泛用于防治人类、家畜和水产养殖中的各种细菌感染。当磺胺类药物进入人体后,它们将留在人体内并积累、损坏人体造血系统,引发溶血性贫血,甚至有潜在致癌的可能性。本论文通过等温吸附和迁移实验,研究不同温度(300℃与600℃)烧制的小麦生物炭胶体(WB300与WB600)对SM2的吸附特性;研究吸附SM2后WB300和WB600在不同pH条件下的迁移和滞留规律;研究高岭石胶体与SM2在不同离子强度下的迁移和滞留规律,通过DLVO理论解释它们在多孔介质中的滞留机制。通过WB300、WB600与SM2在不同pH条件下的等温吸附实验表明:当热解温度300℃时,WB300对SM2的最大吸附量随着pH的升高逐渐增大。当热解温度600℃时,WB600对SM2的最大吸附量也随着pH的升高逐渐增大,且吸附量高于pH对WB300的影响。通过吸附SM2后WB300和WB600在不同pH条件下的迁移实验表明:在溶液pH值相同条件下,当pH=5与pH=7时,随着WB300与WB600吸附的SM2浓度的增大,其穿透量减小;而当pH=10时,随着WB300与WB600吸附的SM2浓度的增大,其穿透量减小。当WB300与WB600吸附相同浓度的SM2时,它们的穿透量均随着溶液pH值增大而减小,但在WB300与WB600独自迁移时,其穿透量受溶液pH值影响较小。通过在不同离子强度下高岭石胶体与SM2在饱和填充柱中的迁移实验表明:当背景溶液离子强度为0.1mM时,SM2在多孔介质中迁移量很低。当背景溶液存在高岭石胶体胶体时,高岭石胶体可以通过协同作用显著提高SM2的迁移量。SM2可抑制高岭石胶体的迁移,但对整体的影响较小。随着背景溶液离子强度从0.1mM增强到10mM,高岭石胶体胶体及其协同的SM2穿透量均明显降低。当背景溶液离子强度为10 mM时,HA可明显提高高岭石胶体胶体及其协同的SM2在多孔介质中的迁移量。
摘要第7-9页
abstract第9-10页
第一章 绪论第11-22页
    1.1 研究背景第11-12页
    1.2 国内外研究现状第12-17页
        1.2.1 胶体对抗生素的吸附研究第12-13页
        1.2.2 胶体DLVO理论第13-17页
        1.2.3 研究现状第17页
    1.3 研究目的和任务第17-21页
        1.3.1 研究目的第17-18页
        1.3.2 研究任务第18-20页
        1.3.3 技术路线第20-21页
    1.4 研究目标与创新点第21-22页
第二章 生物炭理化性质分析第22-26页
    2.1 生物炭简介第22-23页
    2.2 生物炭性质表征第23-26页
        2.2.1 电子显微镜分析(SEM)第23-24页
        2.2.2 元素组成第24-25页
        2.2.3 傅里叶变换红外光谱分析第25-26页
第三章 生物炭与磺胺二甲基嘧啶的吸附实验第26-31页
    3.1 实验材料与方法第26-28页
        3.1.1 生物炭的制备第26页
        3.1.2 等温吸附实验第26-27页
        3.1.3 吸附机理第27-28页
    3.2 磺胺类抗生素吸附机理第28-29页
    3.3 实验结果与分析第29-30页
    3.4 结论第30-31页
第四章 生物炭与磺胺二甲基嘧啶的迁移实验第31-46页
    4.1 实验材料与方法第31-32页
        4.1.1 实验材料的准备第31页
        4.1.2 生物炭胶体和多孔介质的表面化学性质第31页
        4.1.3 柱迁移试验第31-32页
        4.1.4 柱剖分实验第32页
    4.2 WB300 吸附 SM2 后在饱和石英砂柱中的迁移第32-38页
        4.2.1 实验条件第32-33页
        4.2.2 WB300生物炭的电势特征第33-35页
        4.2.3 迁移实验结果分析第35-38页
    4.3 WB600吸附SM2后在饱和石英砂柱中的迁移第38-44页
        4.3.1 实验条件第38-39页
        4.3.2 WB600和生物炭之间的电势特征第39-41页
        4.3.3 迁移实验结果分析第41-44页
    4.4 结论第44-46页
第五章 高岭石胶体与磺胺二甲基嘧啶的迁移实验第46-54页
    5.1 实验材料与方法第46-47页
        5.1.1 实验材料的制备第46页
        5.1.2 多孔介质第46页
        5.1.3 高岭石胶体和多孔介质的表面化学性质第46页
        5.1.4 迁移实验第46-47页
    5.2 高岭石胶体与SM2在饱和石英砂柱中的迁移第47-53页
        5.2.1 高岭石胶体和石英砂之间的电势特征第47-49页
        5.2.2 SM2对高岭石胶体迁移的影响第49-50页
        5.2.3 高岭石胶体对SM2迁移的影响第50页
        5.2.4 离子强度对高岭石胶体胶体与SM2协同迁移的影响第50-52页
        5.2.5 HA对高岭石胶体协同SM2迁移的影响第52-53页
    5.3 结论第53-54页
第六章 结论与展望第54-56页
    6.1 主要结论第54-55页
    6.2 研究展望第55-56页
参考文献第56-64页
致谢第64-65页
个人简介第65页
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