论文总字数：20260字

摘 要

邻苯二甲酸二甲酯及其衍生物是当今化工领域中不可或缺的重要原料及中间体，被广泛应用于塑料增塑剂、驱蚊剂；特别是其能与多种树脂、橡胶相容，具有相容性好、粘着性好和防水性好等特点。随着人们日期用品的用量增加以及相关工业的迅速发展，对邻苯二甲酸二甲酯的需求量也越来越大。但由于邻苯二甲酸二甲酯在作为工业材料原料时是以物理方式结合而不是化学共价键，很容易从原材料中脱落，导致邻苯二甲酸二甲酯不断进入环境，已成为全球性最普遍的污染物之一。因此，寻找一种快速高效无污染的降解DMP的方法成为如今世界当务之急必须解决的难题。

本课题提出利用微生物降解与生物电化学系统相结合，组合形成生物电化学系统厌氧降解DMP的方式来解决邻苯二甲酸二甲酯的环境污染问题。通过这种方式，直接将DMP分解为可被动植物直接利用的有机物。期间通过实验来得出生物电化学系统厌氧降解DMP的最佳条件以及降解率。

关键词：邻苯二甲酸二甲酯，厌氧降解，生物电化学系统。

Bio-electrochemical system Anaerobic degradation of DMP

Abstract

Dimethyl phthalate and its derivatives are important raw materials and intermediates in today's chemical industry. They are widely used in plastic plasticizers and mosquito repellents; in particular, they can interact with various resins and rubbers. Content, with good compatibility, good adhesion and waterproof and so on. With the increase in the amount of people's date supplies and the rapid development of related industries, the demand for dimethyl phthalate is also increasing. However, since dimethyl phthalate is physically combined rather than a chemical covalent bond when it is used as a raw material for industrial materials, it is easily detached from the raw materials, causing dimethyl phthalate to continuously enter the environment and has become global One of the most common pollutants. Therefore, the search for a rapid, efficient and pollution-free method for degrading DMP has become a pressing problem that must be solved in the world today.

This paper proposes to solve the environmental pollution problem of dimethyl phthalate by combining microbial degradation with bio-electrochemical system and combining bio-electrochemical system to form anaerobic degradation of DMP. In this way, DMP is directly decomposed into organic materials that can be used directly by passive plants. During the experiment, the optimal conditions and degradation rate of anaerobic degradation of DMP by bioelectrochemical system were obtained.

Key words: dimethyl phthalate, anaerobic degradation, bioelectrochemical system

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 概述 1

1.1 邻苯二甲酸二酯的作用及其污染来源 1

1.2 邻苯二甲酸二甲酯的危害 2

1.3 邻苯二甲酸二甲酯的处理方法 3

1.3.1物理处理法 3

1.3.2 化学处理法 3

1.3.3 生物降解法 3

1.3.4 邻苯二甲酸二甲酯厌氧生物处理技术 4

1.4 生物电化学系统(BES) 4

1.4.1 生物电化学系统(BES)的概念 4

1.4.2 生物电化学系统降解污染物原理 4

1.5 本课题的目的和意义 5

第二章 实验材料与方法 7

2.1实验仪器与试剂 7

2.1.1主要实验仪器 7

2.1.2 实验试剂 7

2.2生物电化学系统的构建与启动 9

2.2.1反应器的构建 9

2.2.2反应器的启动 9

2.3分析方法 10

2.3.1样品的检测与分析 10

2.3.2生物多样性分析 11

2.4计算方法 11

第三章 低电压强化微生物厌氧共代谢邻苯二甲酸二甲酯 12

3.1 实验方法 12

3.2结果与分析 12

3.2.1邻苯二甲酸二甲酯降解影响因素分析 12

3.3.2 邻苯二甲酸二甲酯共代谢过程分析 15

3.2.3 邻苯二甲酸二甲酯共代谢途径分析 17

3.2.4 微生物多样性分析 19

第四章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2展望 21

参考文献 23

致 谢 27

第一章 概述

1.1 邻苯二甲酸二酯的作用及其污染来源

主要用来对大多数的普通塑料进行增塑或者通过驱逐蚊虫的方式来防止被叮咬。尤其可与大多数的树脂以及橡胶材料进行良好的融合，几乎没有任何粘合的痕迹存在，并且在融合之后拥有较高的黏度，能够防止水分的进入对塑料产生影响。伴随着人民群众对日常生活用品的需求不断提高和日用品工业的持续进步，人们需要更多的邻苯二甲酸二甲酯的材料加工相应的产品。呈现出无味、无色、透明液态状、整体是微微的黄色，加热沸腾的温度约为283.7℃。并且同乙醇、乙醚等溶剂有相同的性能，能够有效实现溶剂之间的互溶，并且很难与水相溶。这种被称作DMP的材料可被运用于化工工业的原材料加工，加工之后的成品可大范围运用在人们的日常生活之中。这种DMP还能发挥自身的增塑以及软化的功效，用于聚氯乙烯等工业产品当中，能够提高这些工业产品的质量，这一材料广泛运用于建筑建材、橡胶产品、生活用具以及不少高分子塑胶制产品当中，例如塑胶儿童用品、包装材质、血液装袋以及一次性医药用品、乳化、润滑以及洗面奶等用于工业加工以及护肤的产品、地砖、壁画、车用香水以及装修装饰品等。所以说DMP在日常生活中处处可见，是一种非常符合实际的说法。

约为世界增塑剂7/10的DMP能够显著增强多种分子之间的作用力，进而提高聚合物的移动性能，并且能够降低这种分子链的结晶度，即为提高这种聚合物分子链的抗变形能力，具体表现为该种聚合物在硬度、模量以及脆、软化点的显著降低，进而达到伸长量的增值、曲桡率以及柔韧程度的进一步提高。因而，这种材质能够大范围运用在多数人民群众的日常生活学习之中。但是，由于DMP作为增塑剂与其他材料形成高分子材料时是物理结合而不是共价键，所以其很容易从材料中脱落下来进入环境中，特别是这些年外卖行业及网络购物的兴起，一次性餐盒和塑料袋的被大量使用后未经合适的处理而直接被丢弃于环境中，DMP也随之大量的进入自然环境，其进入环境的速率远远大于环境对其的分解率，因此，对环境造成了极大的污染。中国环境监测总站及一些西方国家环境保护局已将其列为优先控制污染物^[1]。作为一个十三亿人口大国，对DMP的使用率居世界第一，因此受污染的程度也是十分严重的。

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