论文总字数：18491字

摘 要

双酚S目前作为双酚A的替代物广泛使用，经目前研究发现，双酚S是一种内分泌干扰物，会严重威胁人体健康。生物电化学系统是一种废水资源化技术，可在处理难溶有机物时产生电力。本文探讨了不同共代谢底物对生物电化学厌氧降解双酚S的性能的影响并研究了双酚S在生物电化学系统中的降解效果，归纳实验得到以下结果：

①研究双酚S对不同底物的生物电化学系统系统的影响得知，当底物是蔗糖的时候，生物电化学系统系统性能最好，此时内阻最小，获得最大功率密度为333.17 mW/m²。

②研究不同底物的生物电化学系统系统对双酚S降解效率的影响可得，在生物电化学系统系统中，当底物是葡萄糖与双酚S的混合物时去除率达到了87.8 %，同时，双酚S的半衰期随着底物的变化而改变，当底物为葡萄糖与双酚S的混合物时，获得最短半衰期27.12 h；当底物为蔗糖与双酚S的混合物时，获得最长半衰期50.12 h。

关键词：双酚S 共代谢 生物电化学系统

ABSTRACT

Bisphenol S is used as a substitute for bisphenol A. Since bisphenol S is structurally similar to bisphenol A, bisphenol S is also toxic and has been exposed to food by food contact. Bioelectrochemical systems are a waste water resource technology that can produce electricity while handling refractory organic matter. In this paper, the effects of different co-metabolic substrates on the electrochemical anaerobic degradation of bisphenol S were investigated. The degradation efficiency of bisphenol S in bioelectrochemical system was studied. The following results were obtained:

①This paper was investigated the effect of BPS on the BES with different substracts. When the substrate was sucrose, the BES system had the BESt performance and the maximum power density was 333.17 mW / m2.

②This paper also domenstrate the influence of BES on degradation efficiency of BPS. In the BES system, the removal rate was 87.8 % when the substrate was glucose, and the half-life of bisphenol S was Changes in the change, when the substrate for the glucose, the shortest half-life is 27.12 h;when the substrate is sucrose, the longest half-life is 50.12 h.

Keywords: bisphenol S; co-metabolic; bioelectrochemical system

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 双酚S的介绍 1

1.2 生物电化学系统介绍 2

1.2.1 生物电化学系统的基本结构 2

1.2.2 BES系统基本原理 4

1.3 底物对BES系统性能的影响 5

1.3.1 共代谢底物 5

1.3.2不同底物对BES系统性能的影响 7

1.3.3 BES系统底物研究展望 7

1.4关于本论文 8

1.4.1 本论文主要研究对象及目的 8

1.4.2 本论文选题原因及意义 8

第二章 材料和方法 10

2.1 BES系统的构建 10

2.2 BES系统的启动 10

2.3 实验方法 11

2.4 分析方法 13

2.4.1 电化学分析 13

2.4.2水样检测 14

2.5 计算方法 14

第三章 结果与讨论 16

3.1产电性能分析 16

3.2 循环伏安分析 17

3.3双酚S的生物降解分析 18

第四章 结论与展望 22

4.1 结论 22

4.2 展望 22

参考文献 24

致 谢 26

第一章 绪论

1.1 双酚S的介绍

双酚S（bisphenol sulfone，BPS）为白色粉末状，它的化学名称为4, 4’-二羟基二苯砜(4,4’-dihyolroxy diphenyl sulfone)，分子式为C₁₂H₁0C₄S。相对分子质量为250.3，可通过苯酚或硫酸进行合成而得。熔点248.5 ℃，沸点505.3 ℃，难溶于水，易溶于有机溶液，不溶于二甲苯、三氯甲烷、苯；溶解度会随着水体酸度变化而变化^[1]。其结构式如图1-1所示。

图1-1 双酚S结构式

双酚S由于其结构稳定及较低的毒性，常常作为双酚A的替代物使用，用作农药的一种化学添加剂，在印染业以及皮革制业中也有广泛应用，也用作热敏记录材料、彩色照相中的感光材料、液晶的合成原料等^[1]，经常也会在塑料、奶瓶、食品接触材料中使用，在食品罐头、纸制品、货币当中都有双酚S的存在，因此市场需求量不断增加。

据目前研究表示，双酚S具有一定的毒性，双酚S在结构上与双酚A具有相似性，可通过食物接触材料对人体造成危害；此外，双酚S具有双酚A所缺乏的部分类固醇激素活性，从而造成脂肪储集从而引发肥胖；同时高剂量的双酚S对生殖系统会产生一定氧化损伤；据相关实验表明，BPS的短期暴露将引起明显的DNA损伤。因此，双酚S对人体有关生殖发育、内分泌、以及基因等方面造成一定的负面影响。经研究表明，BPS对啮齿类动物的毒性相对较低,但是会对人类或动物的生殖系统、免疫系统造成破坏，也会影响甲状腺激素的分泌,并会使之出现外形颜色异常、游动异常、繁殖能力降低、成活率及生长情况降低、出现多动的行为等现象^[2]。因此，寻求一种高效降解BPS的方法迫在眉睫。

1.2 生物电化学系统介绍

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