收藏本站
《大连海事大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

船舶压载水电解处理与微流控检测关键技术研究

孙金阳  
【摘要】:船舶压载水是确保船舶航行安全的保证,但压载水异地排放是引起外来生物入侵性传播的主要途径。外来生物入侵性传播已经被全球环境基金组织(GEF)确认为危害海洋的四大污染源之一。本论文在分析防治海洋外来生物入侵性传播和保护海域生态安全的国际重大需求基础上,针对船舶压载水处理和检测两方面存在的瓶颈问题,建立了离子膜电解处理系统和微流控芯片检测系统。在压载水处理方面,设计并建立了一种新型的离子膜电解系统来处理船舶压载水,研究了电解系统处理压载水的效果,进一步提出了优化处理的新方法。同时,在压载水检测方面,本文提出并建立了基于微流控芯片和叶绿素荧光的压载水藻类活性检测方法及系统。本文主要研究工作如下:1、设计并建立了离子膜电解系统,通过实验确定了电解系统的最佳工作参数。在电解系统的设计方面,系统采用具有高选择透过性及低膜电阻特性的全氟羧酸离子交换膜,有效提高了电解效率;在理论研究方面,建立了离子膜电解系统电流密度与槽电压的数学模型。通过实验系统地研究了电流密度对槽电压、电流效率、电解效能等关键参数的影响规律。通过电解系统的效能影响实验,在最大电流效率和最低电解电耗条件下,得出了本电解系统电压、电流等最佳工作参数。在该工作参数下,对压载水进行处理实验。2、研究了离子膜电解系统处理压载水的性能,并提出了优化处理压载水的新方法,通过实验确定了优化处理压载水的最优参数。利用该系统对亚心形扁藻、盐生杜氏藻、新月菱形藻等七种微藻进行灭活研究,结果表明:电解产物的浓度和作用时间会直接影响藻类的杀灭效果,电解产物的有效氯浓度为5mg/L,作用时间24h可以全部致死亚心形扁藻、盐生杜氏藻、新月菱形藻、普通小球藻和米氏凯伦藻,作用时间48h可以全部致死球等鞭金藻,作用时间72h可以全部致死海洋原甲藻。在验证离子膜电解系统处理压载水有效性的基础上,提出了采用多次小剂量注入电解产物处理压载水的优化方法。通过实验系统地研究了电解产物注入次数、时间间隔、电解产物剂量对处理压载水性能的影响。结果表明,电解产物注入三次,每次注入电解产物的有效氯浓度1mg/L(共使用有效氯浓度3mg/L),时间间隔为5h为最优实验参数,作用时间11h可以将所有藻类全部致死,并无再生现象。与常规实验结果对比,该优化方法可有效减少约40%电解产物使用量以及缩短约84.7%的作用时间。3、模拟海洋环境因素,研究了温度、光照、藻细胞密度及海水有机物等因素对处理压载水中藻类的影响。结果表明:随温度的升高,藻类致死率增加,当温度达到30℃时,致死率会降低;光照对处理后的藻类有一定的修复作用,只有在高浓度的有效氯作用下,藻细胞致死效果明显;随藻细胞密度和海水有机物含量的增加,藻类致死率降低。4、提出并建立了基于微流控芯片和叶绿素荧光的藻类活性检测方法及系统,研究了叶绿素荧光强度和藻细胞的生命状态之间的相关性。结果表明:该检测系统不但可以实现对活体藻细胞的计数,而且可以定量评估单个藻细胞的活性,并且通过检测极限实验表明该系统可以检测到直径3gm的普通小球藻。利用该系统可以实现在一张微流控芯片上快速有效地检测藻类的活性,且不需要标记,该系统具有成本度、体积小、检测快速、操作简单等优点,对于压载水的在线快速检测具有极大的潜力。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U664.92

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘 青,王玉善,赵 文;有效氯对4种单胞藻种群增长的影响[J];大连水产学院学报;2002年02期
2 何桂荣;孟凡伟;;离子交换膜分离技术及其应用[J];世界有色金属;2010年07期
3 陈立侨;李云凯;侯俊利;李恺;陈勇;;船舶压载水导致的生物入侵及其防治对策[J];华东师范大学学报(自然科学版);2005年Z1期
4 曾杰;吉希希;任会;陈迪;王春雄;陈晗;;膜技术处理重金属废水[J];湖南有色金属;2011年01期
5 梅林;宋世远;查忠勇;伊茜;化岩;饶纪;苏建华;;生物芯片发展现状和未来[J];激光杂志;2008年02期
6 李品芳,黄加亮;船舶机舱污水清洁排放的探讨[J];交通环保;1998年06期
7 姜义霖;刘洪文;;国际航行船舶压载水对全球生态、经济以及人类健康影响的研究(连载二)[J];口岸卫生控制;2006年03期
8 白希尧,依成武,张芝涛,沈欣军,侯蓓蓓;外来生物入侵性传播方式、灾害及其防治研究进展[J];科技导报;2003年08期
9 樊于虹;商品漂水的稳定性及其研究[J];氯碱工业;2003年08期
10 樊黎波;赵磊;徐小波;;离子膜电解槽电压的影响因素[J];氯碱工业;2010年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈佼骄;电解海水防污系统中有效氯的研究[D];中国海洋大学;2006年
2 王小蓓;超声波—硫酸自由基技术处理船舶压载水的研究[D];大连海事大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王学智;紫外光谱法测定配合物的稳定常数[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年01期
2 李盈盈;邢晓伟;;人工湿地植物配置的技术与应用[J];安徽农学通报;2007年15期
3 邵美玲;;浅谈不同淡水生境大型底栖动物采样方法[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年11期
4 朱学群;刘音;顾凯平;;陆地生态系统碳循环研究回顾与展望[J];安徽农业科学;2008年24期
5 安鑫龙;齐遵利;李雪梅;张秀文;;中国海岸带研究II——海岸带生态环境问题及其解决途径[J];安徽农业科学;2008年27期
6 刘清学;霍守亮;昝逢宇;席北斗;;安徽省湖泊富营养化现状调查与评价[J];安徽农业科学;2011年08期
7 张占贞;王兆君;;林业产业集群生态系统结构及平衡条件分析[J];安徽农业科学;2012年18期
8 屈国胜;安康农业种植系统稳定性研究[J];安康师专学报;2005年04期
9 李绍秀;夏文琴;赵德骏;袁秀丽;王志红;李冬梅;谢葆红;;二氧化氯杀藻无机副产物亚氯酸盐生成规律研究[J];安全与环境学报;2012年02期
10 叶建华,邓逢明;论城市生态体育公园的开发与建设[J];安徽体育科技;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Dynamical Behavior in A Differential-Algebraic Algal Blooms Model[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 雷泽勇;吴祥云;周凤艳;;章古台沙地不同利用土地物种多样性研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
3 何健;汪婷;梅琴;李顺鹏;;牛粪沼气发酵过程中产甲烷菌群落结构的RFLP分析[A];沼气产业化发展研讨会论文选编[C];2005年
4 张丽娟;缑武龙;赵兰凤;李华兴;聂盛仙;张志红;李永涛;席荣宾;;香蕉枯萎病与不同施肥处理对土壤微生物多样性的影响[A];第四次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2007年
5 郝志明;石红;周婉君;;次氯酸钠消毒剂在水产加工厂中的应用研究[A];“科技创新与食品产业可持续发展”学术研讨会暨2008年广东省食品学会年会论文集[C];2008年
6 张海朗;安静;;稀土La元素掺杂对锂离子电池正极材料LiMn_2O_4性能的影响[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
7 周劲松;吴舜泽;王金南;;生态工业系统分析——以山东鲁北集团为例[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
8 赵希锦;张国滨;丁厚灿;邓新华;方自力;;汶川地震灾后岷江上游水电开发环境影响分析及对策研究[A];四川省首届环境影响评价学术研讨会论文集[C];2009年
9 陈敬根;;船舶压载水致海洋污染国际规制的法律研究[A];2008全国博士生学术论坛(国际法)论文集——国际经济法、国际环境法分册[C];2008年
10 杨棣;谢刚;李荣兴;杨大锦;张皓东;;制备高纯锌过程中电解液体系组成的研究[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘伟峰;海洋溢油污染生态损害评估研究[D];中国海洋大学;2010年
2 王小冬;棕囊藻囊体形成及对环境压力的响应[D];中国海洋大学;2010年
3 石欣;海洋环境监测法研究[D];中国海洋大学;2010年
4 杨凡;北极生态保护法律研究[D];中国海洋大学;2010年
5 白正宇;添加剂对钯纳米晶的形成及电催化性能的影响[D];河南师范大学;2010年
6 文东新;林火生态管理信息系统研究[D];中南林业科技大学;2010年
7 马永俊;现代乡村生态系统演化与新农村建设研究[D];中南林业科技大学;2007年
8 程秀梅;中国农业支持政策体系构建研究[D];吉林大学;2011年
9 苏静;有机污染物电化学氧化反应器的流体动力学和传质性能研究[D];吉林大学;2011年
10 张凯;不饱和双键化合物与二氧化碳的电羧化反应研究[D];华东师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗佳;枫香人工林凋落物分解速率及其对土壤养分的影响[D];中南林业科技大学;2009年
2 鹿业涛;左江流域植物气候生产力遥感监测方法研究[D];广西师范学院;2010年
3 曾庆云;四甲基氢氧化铵合成工艺条件研究[D];郑州大学;2010年
4 李成金;基于全寿命期理论的变电站设计管理研究[D];郑州大学;2010年
5 常志达;粉煤灰制备聚氯化铝工艺研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 郭培培;不同气候梯度和酸雨胁迫强度影响下的凋落叶分解研究[D];浙江农林大学;2010年
7 熊星;湿地公园的深生态价值构建[D];江西师范大学;2010年
8 胡倩如;外来种伊乐藻的竞争能力研究[D];河南师范大学;2010年
9 肖丁;生物芯片图像分析与处理方法的研究[D];华东理工大学;2011年
10 巨波;上海市大莲湖湿地枯落物分解动态研究[D];华东理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张捍东;臭氧消毒的原理及应用[J];安徽建筑;2000年06期
2 缪锦来,石红旗,李光友,王波,韩丽;赤潮灾害的发展趋势、防治技术及其研究进展[J];安全与环境学报;2002年03期
3 吴始栋;舰船防污和环境保护[J];船舶;2002年02期
4 毕远溥,李润寅,宋辛,林军,王建芳;赤潮及其防治途径[J];水产科学;2001年03期
5 闫喜武,吕波,杨卫东,刘长发;有效氯对浮游植物生长的影响[J];水产科学;1998年05期
6 张乃东;张曼霞;彭永臻;;S_2O_8~(2-)派生氧化法催化降解水中的甲基橙[J];催化学报;2006年05期
7 金显华;电解海水防污用阳极及电解性能研究[J];材料开发与应用;1989年06期
8 赵晓燕;海洋天然产物防污研究进展[J];材料开发与应用;2001年04期
9 侯志强,韩严;Ru-Ti-Ir-Sn氧化物涂层阳极的研究[J];材料开发与应用;2002年01期
10 李长彦,张桂芳,付洪田;电解海水防污技术的发展及应用[J];材料开发与应用;1996年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张文兵;均相和非均相高级氧化技术处理水中有机污染物的研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张杰;高级氧化技术处理受污染源水的试验研究[D];湖南大学;2006年
2 刘唯;高效、高速紫外灭菌系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
3 徐航;膜法处理船舶压载水的应用研究[D];大连理工大学;2007年
4 王小蓓;超声波—硫酸自由基技术处理船舶压载水的研究[D];大连海事大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董韩扬;压载水管理计划浅析[J];上海造船;2000年01期
2 蒋玮;关于压载水管理方法和安全问题的讨论[J];船舶;2001年06期
3 陈书军,陈志锋;谈澳大利亚压载水管理新的申报格式[J];航海技术;2001年06期
4 劳辉;全球压载水管理项目中国工作组二次会议制定行动计划[J];交通环保;2001年01期
5 ;全球压载水管理项目[J];交通环保;2002年01期
6 ;压载水管理公约草案拟2004年通过[J];世界海运;2003年01期
7 王民,刘福生;压载水管理公约的动向和对策[J];航海技术;2004年01期
8 叶爱君;;压载水管理[J];船舶;2005年06期
9 倪耀能;;《压载水管理计划》和实施要点[J];航海技术;2007年S1期
10 张晓慧;;及早加入压载水公约 提升我国国际地位[J];中国海事;2007年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐晓嫚;樊东升;;我国《压载水公约》履约准备工作的建议[A];中国科协2009年海峡两岸青年科学家学术活动月——海上污染防治及应急技术研讨会论文集[C];2009年
2 孙婕;;压载水更换制度的法律比较研究[A];2010年船舶防污染学术年会论文集[C];2010年
3 杨春;徐晓曼;;压载水问题现状及对策研究[A];2004年船舶防污染学术年会论文集[C];2004年
4 王民;刘福生;;压载水管理公约的动向和对策[A];2004年船舶防污染学术年会论文集[C];2004年
5 刘福生;王民;;压载水管理公约的动向和对策[A];中国航海学会第一届船检专业委员会第二次会议论文集[C];2005年
6 王民;;基于岸基设备的压载水管理系统研究[A];2005年船舶防污染学术年会论文集[C];2005年
7 陈敬根;;压载水更换区域单边立法的国际比较及启示[A];第二届广东海事高级论坛论文集[C];2008年
8 石波;;压载水管理公约履约与对策研究[A];2008年船舶防污染国际公约实施学术交流研讨会论文集[C];2008年
9 童学友;王晓东;;压载水管理公约(2004)浅谈[A];2008年船舶防污染国际公约实施学术交流研讨会论文集[C];2008年
10 毕占新;;压载水公约无法生效的原因解析[A];中国科协2009年海峡两岸青年科学家学术活动月——海上污染防治及应急技术研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 刘昭青;全球压载水管理伙伴计划开始启动[N];中国水运报;2005年
2 胡荣山;上海海大立项研究压载水有害生物防治[N];中国交通报;2007年
3 驻辽记者 陈莹通讯员 李冰;中韩共同研讨压载水管理问题[N];中国水运报;2007年
4 记者 胡毓 刘志良;压载水之患催生“清洁”船舶[N];中国船舶报;2009年
5 中国船舶工业市场研究中心 郭文杰 王班;公私合营共破压载水难题[N];中国船舶报;2009年
6 记者 李琴;船东存疑虑 压载水公约今年难“达标”[N];中国船舶报;2014年
7 本报记者 陈珺;压载水公约为何十年难磨一剑?[N];中国水运报;2014年
8 刘立才;我国将实施压载水规范化管理[N];中国海洋报;2001年
9 本报记者 崔真平 王敬东;狙击“不速之客”[N];中国交通报;2002年
10 通讯员王连有;治理压载水有新法[N];中国水运报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孙金阳;船舶压载水电解处理与微流控检测关键技术研究[D];大连海事大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨波;强电离放电制取羟基杀灭压载水微生物研究[D];大连海事大学;2003年
2 樊东升;我国加入压载水公约的分析和对策研究[D];大连海事大学;2013年
3 杜还;中国海域远洋船舶压载水分布特征与防控技术研究[D];大连海事大学;2015年
4 鲍君忠;船舶海上更换压载水方法的研究[D];大连海事大学;2000年
5 张丽;基于图像处理的压载水微生物统计的算法研究[D];大连海事大学;2008年
6 杨建;利用油轮蒸汽余热处理压载水方法的研究[D];大连海事大学;2008年
7 王海鹰;压载水对固体散货船安全营运的影响[D];大连海事大学;2008年
8 刘亮;低压紫外工艺对压载水浮游生物的杀灭效率研究[D];上海海洋大学;2014年
9 钟华仓;羟基自由基对压载水水质的影响研究[D];大连海事大学;2011年
10 李树敏;大型海洋起重平台工作状态下压载水调配的实验研究[D];大连海事大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026