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超声波—硫酸自由基技术处理船舶压载水的研究

作　者: 王小蓓
导　师: 刘瑀
学　校: 大连海事大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 高级氧化技术超声波硫酸自由基压载水单胞藻类
分类号: U664.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 125次
引　用: 2次
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内容摘要

船舶压载水是现代远洋船舶航海安全和高效运营的保证。然而压载水也是导致外来水生动植物入侵的主要因素。目前,船舶压载水已经给各沿岸国家造成了难以弥补的损失。全球环境基金组织已把压载水确认为危害海洋的四大威胁之一。国际海事组织(IMO)于2004年通过了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》,制定了船舶压载水的处理标准。本论文在本课题组其他成员的研究基础上,采用超声波—硫酸自由基技术对船舶压载水进行处理研究。本文先使用超声波法作用于压载水中的三种藻类——扁藻、叉鞭金藻和小球藻,寻找出超声波的最佳使用功率和占空比,进而结合硫酸自由基,检测三种藻类的死亡率,物理伤害程度以及叶绿素a含量,并对处理后水中阴离子浓度的变化情况进行了测定,结果如下:(1)使用超声波法处理三种藻类,当超声功率为500W,全程作用时间为5min,占空比为50%时,可使扁藻和金藻全部死亡,小球藻最大死亡率达76%。(2)联合使用超声波—硫酸自由基法可使三种藻类全部死亡,随着过硫酸钾浓度的增加,超声波的全程作用时间明显减小。超声功率为500W,全程作用时间为1min,占空比为50%,过硫酸钾浓度为5.35g/L,可使三种藻类死亡率都达到100%。(3)超声波—硫酸自由基法处理后的藻类的叶绿素a增长得到了明显的抑制。同种藻类,在同样的超声波条件下,其衰减率随着过硫酸钾浓度的增加而升高。(4)对经超声波—硫酸自由基法处理后的水质进行检测,发现处理前后海水中的氯离子含量基本不变,硫酸根浓度逐渐增加,其它可能存在的含氯离子未被检测到,浓度小于检测下限,可以安全排放。(5)联合使用超声波—硫酸自由基法时,先使用超声波再添加过硫酸钾的处理效果要优于先添加过硫酸钾再使用超声波。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-48
  1.1 压载水外来物种入侵及其危害  10-15
  1.2 针对压载水问题的国际动态  15-21
    1.2.1 国际立法进程  15-18
    1.2.2 公约对船舶压载水管理要求  18
    1.2.3 全球压载水项目  18-19
    1.2.4 应对压载水问题的措施  19-21
  1.3 国内外处理压载水技术  21-30
    1.3.1 机械法  21-23
    1.3.2 物理法  23-26
    1.3.3 化学法  26-29
    1.3.4 生物法  29-30
  1.4 高级氧化技术  30-37
    1.4.1 高级氧化技术概念的提出  31
    1.4.2 高级氧化技术的特点  31-34
    1.4.3 高级氧化技术的机理  34
    1.4.4 高级氧化技术的分类  34-37
  1.5 超声波处理技术  37-40
    1.5.1 超声波氧化原理  38-39
    1.5.2 超声波处理技术的研究  39-40
  1.6 硫酸自由基(SO_4~(·-))技术  40-43
    1.6.1 硫酸自由基(SO_4~(·-))的产生  40-41
    1.6.2 硫酸自由基(SO_4~(·-))的优点  41-42
    1.6.3 基于硫酸自由基(SO_4~(·-))的氧化剂的应用  42-43
  1.7 研究意义  43-48
    1.7.1 压载水公约的生效和对船旗国的责任要求  43-45
    1.7.2 压载水管理系统的研发现状  45-48
第2章实验部分  48-53
  2.1 实验材料  48
  2.2 实验方法  48-53
    2.2.1 藻类培养方法  48-50
    2.2.2 藻细胞生物活性检测方法  50-53
第3章超声波技术对船舶压载水的处理研究  53-78
  3.1 超声波技术对扁藻的处理效果  53-61
    3.1.1 超声波对扁藻死亡率的影响  53-59
    3.1.2 扁藻超声前后对比  59-60
    3.1.3 再培养法确定最佳条件  60-61
  3.2 超声波技术对金藻的处理效果  61-68
    3.2.1 超声波对金藻死亡率的影响  61-66
    3.2.2 金藻超声前后对比  66-67
    3.2.3 再培养法确定最佳条件  67-68
  3.3 超声波技术对小球藻的处理效果  68-75
    3.3.1 超声波对小球藻死亡率的影响  68-73
    3.3.2 小球藻超声前后对比  73-75
  3.4 超声波机理分析  75-78
第4章超声波—硫酸自由基技术对船舶压载水的处理研究  78-90
  4.1 超声波—硫酸自由基对扁藻的影响  78-80
  4.2 超声波—硫酸自由基对金藻的影响  80-82
  4.3 超声波—硫酸自由基对小球藻的影响  82-84
  4.4 超声波—硫酸自由基对藻叶绿素a含量的影响  84-86
  4.5 超声波—硫酸自由基机理分析  86-88
  4.6 超声波—硫酸自由基对处理后水质影响  88-90
第5章结论与展望  90-92
  5.1 结论  90
  5.2 展望  90-92
参考文献  92-99
致谢  99

超声波—硫酸自由基技术处理船舶压载水的研究

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