毕业论文实验类任务书、开题报告、中期检查表(参考).doc

武夷学院毕业论文（设计）任务书 生态与资源工程 学院 2015 届 环境工程 专业学生姓名学 号课题名称生物滤池中不同溶解性有机物的类型及其遗传毒性生成潜势研究一、毕业论文（设计）的主要任务饮用水安全问题是我国全面建设小康社会的一个重大问题。目前，我国大约有99.5%的饮用水厂采用氯消毒工艺。由于水源水中存在大量的溶解性有机物，在自来水厂消毒工艺过程中，消毒剂易与水中的溶解性有机物反应生成氯化消毒副产物，而这些氯化消毒副产物通常具有致畸、致癌和致突变性，对人类健康具有很大的威胁。本课题来源于学生在中国科学院城市环境研究所实习期间参与“饮用水中溶解性有机氮和含氮消毒副产物的解析与控制技术”研究课题的子课题。本实验以模拟生物滤池为研究对象，探讨了DOC和DON在饮用水常规处理工艺中的变化，分离和富集了不同类型的有机物，表征不同类型有机物的组成，检测了典型含碳消毒副产物生产潜势（C-DBPFP）和含氮消毒副产物生产潜势（N-DBPFP），分析了遗传毒性生成潜势（GTFP）与消毒副产物前体物之间的关联。本实验有望为自来水厂降低消毒副产物前体物的含量提供参考。主要任务1. 搜集和整理与论文有关的信息资料，扩充查阅范围，进行相关的文献调研（不得少于10篇）。2. 在文献调研的基础上撰写文献综述。3. 根据任务书要求制定研究技术路线，进行实验方案设计，完成开题报告。4. 进行实验，做好实验数据收集并建立数据分析方法，进行数据整理分析。5. 构思论文写作框架，编写论文提纲，完成论文撰写。二、毕业论文（设计）的要求（含成果反映形式）本课题以实验室模拟生物滤池为研究对象，研究了DOC和DON在饮用水常规处理工艺中的变化，分离和富集了不同类型的有机物，表征不同类型有机物的组成，检测了典型含碳消毒副产物生产潜势（C-DBPFP）和含氮消毒副产物生产潜势（N-DBPFP），本文有望为自来水厂降低消毒副产物的前体物含量提供参考。1.毕业设计（论文）资料调研，完成文献综述约3000字。2.撰写开题报告。3.编写论文写作流程。 1）绪言：结合论文任务书，概述生物滤池的种类，并简述了生物滤池的研究现状；同时对消毒副产物及其前体物进行概述，包括种类、危害及来源的介绍；说明论文的研究意义及研究思路。 2）材料与方法：根据本实验内容的要求，选择实验药品、化学试剂、实验仪器及溶液的配制和测定样品及其结果的分析方法。 3） 不同碳源氮源生物滤池中的有机物：通过检测不同水样中的四氮和TOC，以此得出生物滤柱出水DON和DOC的变化结果，并利用EEM三维荧光光谱分析生物滤柱出水的有机物成分；采用Umu短期生物方法测试水样的遗传毒性，同时结合DON和DOC的浓度变化，探讨消毒副产物遗传毒性生成潜势与溶解性有机物的关联。4）结论与建议：通过实验得出溶解性有机物中消毒副产物生成潜势和遗传毒性生成潜势最大的组分；对以后实验需要进行改进的地方提出建议。 5）谢辞。 6）参考文献。三、进度计划及指导安排1、2014年9月02日到10月15日完成毕业论文选题，下达任务书，阅读文献；2、2014年10月15日到11月15日明确科研任务，制定实验研究技术路线，同时完成文献综述的编写，并报导师审查通过； 3、2014年11月16日到12月06日确定实验方案，并按学校或学院统一格式要求编写开题报告，并上交；4、2014年12月07日到2015年01月07日进行相关实验研究，并对实验结果分析。同时完成中期检查报告，并上交导师审查通过；5、2015年01月08日到05月05日进行实验数据的整理分析及毕业论文的撰写，提交指导老师初步审查；7、2015年5月06日到05月20日装订并上交修改后的毕业论文，供相关老师评阅；8、2015年5月21日到6月1日完成毕业论文答辩材料准备(含答辩报告幻灯片制作)，由指导老师组织预答辩工作并给予指导。任务书审定日期： 年 月 日 指导教师（签字） 任务书批准日期： 年 月 日 教研室主任（签字） 任务书下达日期： 年 月 日 学 生 （签字） 武夷学院本科毕业论文（设计）开题报告 生态与资源工程 学院 201 届 环境工程 专业学生姓名学 号课题名称生物滤池中不同溶解性有机物的类型及其遗传毒性生成潜势研究一、本课题的研究背景、意义，在国内外的研究现状和发展趋势，尚待研究的问题1.1课题的研究背景饮水的遗传毒性，是水中各种遗传毒物综合作用和反应的结果，除一部分来源于水源水污染外，消毒工艺产生的副产物也是主要来源。消毒副产物（DBPs）常分为含碳消毒副产物（C-DBPs）和含氮消毒副产物（N-DBPs）。C-DBPs大部分研究集中于3种，即挥发性三卤甲烷、难挥发性卤乙酸以及其他一些C-DBPs，如以卤代呋喃酮（MX）为代表的卤化醛酮等1。N-DBPs主要有N-亚硝胺（NMs）、卤代硝基甲烷（HNMs）、卤化乙腈（HANs）、卤化乙酰胺（HAcAms）和卤化氰（XCNs）2。水中的溶解性有机物（DOM）在消毒过程中与消毒剂反应而生成有毒有害的氯化消毒副产物，而生活污水、水土流失和工业污染的加剧则造成水中溶解性有机物含量提高，成分日益复杂，传统处理工艺已不能满足国内出水的要求，水体中的溶解性有机物（DOM）逐渐构成水质潜在威胁的主体。DOM通常分为以下三类：（1） 溶解性有机碳、溶解性有机氮；（2） 疏水性有机碱、疏水性有机酸、疏水中性有机物、亲水性有机碱、亲水性有机酸、亲水中性有机物；（3） 天然有机物、合成有机化合物。在传统的污水生物处理工艺中，生物滤池具有较高的有机污染物、NH3-N 等去除率。近年来生物滤池在微污染水源水处理中受到越来越多的重视，成为目前饮用水处理中很有发展前景的一种技术。在饮用水处理工程中，生物滤池已经被证实是能同时去除可降解有机物和氨氮的有效工艺3。1.2本课题的国内外研究现状近些年，对于水遗传毒性的关注主要集中以下几个方面：对水经氯或其他物质消毒后遗传毒性活性的评价；对水中致突变物质的调查；在水处理过程中，水中致突变前体物向致突变物转变的研究。1981年，Holmbom4等在氯漂白纸浆水中发现了MX，MX 是迄今为止氯消毒自来水中发现的最强的致突变物质之一。1989年，Kransner5等人对美国35个主要水厂中氯化消毒副产物进行了全面详查，发现氯化副产物中三卤甲烷所占比例最大，卤代有机酸次之，此外还检测出了卤代乙酸（HANs）、卤代酮（HKs）及氯酚等多种难挥发性的有机卤代物。目前人们普遍采用尺寸排除色谱、元素分析、核磁共振、气质/液质联用等技术研究DOM的组成，但是这些方法往往需要对样品进行复杂的前处理，且操作较为费时费力。近年来由于三维荧光光谱（3DEEM）技术具有灵敏度高（10-9数量级）、用量少（12mL）、不破坏样品结构和操作简单等优点而广泛用于表征海洋、河流、湖泊、土壤、洞穴滴水等不同来源的DOM6。目前遗传毒理学短期生物测试方法主要有Ames试验、微核试验、彗星试验和umu试验等。其中，umu试验又名为SOS/umu试验。Quilardet提出使用SfiA-lacZ融合基因的SOS显色检测法，弥补了Ames试验需要多种菌株的缺点。顾炜旻等34优化umuC测试水中遗传毒性效应的样品前处理方法。Shen等35用SOS/umu试验研究了上海不同地方自来水的潜在遗传毒性，结果发现来自太湖流域的自来水存在潜在的致突变物质。umu试验优点是，试验的样品量少，无菌操作要求降低，试验时间大大缩短（一般是56h），对于要进行大量水样的检测来说，umu更为方便。1.3研究的目的和意义鉴于目前及今后一段时间饮用水氯化消毒仍将是全国普遍用于饮水安全的重要手段，因此，本文研究DOC和DON在饮用水常规处理工艺中的变化，分离和富集不同类型的有机物，表征不同类型有机物的组成，检测了典型含碳消毒副产物生产潜势（C-DBPFP）和含氮消毒副产物生产潜势（N-DBPFP），探讨遗传毒性生成潜势与消毒副产物前体物之间的关联。该实验有望为自来水厂降低消毒副产物的前体物含量提供参考，具有现实意义。二、完成任务的研究思路和技术路线（1）研究思路本文将从去除消毒副产物的前体物的角度对不同碳源氮源生物滤池出水中各有机物的组成及遗传毒性生成潜势进行分析，研究不同碳源氮源生物滤池中DOM的成分表征及其消毒副产物生成潜势。查阅饮用水消毒副产物相关文献，确定测试的方法。实验中的生物滤池是通过添加无水乙酸钠和葡萄糖为碳源和氨态氮氯化铵为氮源的营养液，驯化生物滤池中的微生物。在培养生物膜23个月后，至生物膜后成熟方可取样检测。分析数据时采用Origin 8.0数据处理软件对三维荧光光谱进行分析，采用等高线图表示。运用Excel表格处理四氮数据，计算DON和DOC的浓度。（2）技术路线 最好也要用这种流程图来表达技术路线加氯遗传毒性生成潜势Umu遗传毒性测试固相萃取不加氯消毒副产物生成潜势加氯，震荡萃取气相色谱检测树脂吸附三维荧光光谱自来水不同DOM成分表征分析水中DON和DOC的变化（检测：四氮、UV254和TOC）活性炭滤柱生物滤池加氯Umu遗传毒性测试遗传毒性生成潜势固相萃取陶粒滤柱不加氯加氯，震荡萃取气相色谱检测消毒副产物生成潜势树脂吸附出水三维荧光光谱不同DOM成分表征分析水中DON和DOC的变化（检测：四氮、UV254和TOC）饮用水消毒副产物前体物与其遗传毒生成潜势的关联参考文献1 Richardson SD, Plewa MJ, Wagner ED, et al.Occurrence,genotoxicity, and carcinogenicity of regulated and emerging disinfection by-products in drinking water: A review and roadmap for research. Mutation Research/Reviews in Mutation Research,2007, 636(1-3):178-242.2 杨帆,楚文海,张永吉,等.饮用水有机类消毒副产物毒理学研究方法进展.生态毒理学报,2012,7(1):35-43.3 刘冰,魏博,沈彪,富良,武治林,于鑫.温度和反冲洗对饮用水生物滤池影响的研究J. 给水排水,2009:35(9):29-33.4 全旭芳, 吴玉霞, 杨士兴. 饮用水氯化消毒副产物对健康的不良影响J. 职业卫生与应急救援,2006,24(1):24 26.5 王琳,王宝贞.饮用水深度处理技术M.北京:化学工业出版社,2002.2.6 傅平青, 刘丛强, 吴丰昌, 等. 洱海沉积物孔隙水中溶解有机质的三维荧光光谱特征J. 第四纪研究, 2004, 24(6):695700.7 顾炜旻,胡建英,王伟,等.用umuC测试水中遗传毒性效应的样品前处理方法.中国环境科学,2005,26(3):122-125.8 Shen Jian-hua, Johannes W, Heinrich H. The mutagenic potentials of tap water samples in Shanghai. Chemosphere,2003,52(9):1641-1646.三、其它需要的条件（1）实验装置序号仪器名称仪器型号生产厂家1荧光分光光度计F-4600日本，日立2紫外可见分光光度计UV-1800日本，岛津3高压灭菌器HVE-50日本，泰亚赛福4气相色谱-ECD检测器（GC-ECD）7890A美国，安捷伦5酶标仪Spectra Max 190美国，MD6固相萃取装置12位美国，Thermo Fisher7水浴氮吹仪WD-12中国，奥盛9总有机碳分析仪TOC-V WP日本，岛津10恒温培养摇床SKY-211B中国，苏坤（2）实验试剂序号名称化学级别生产厂家1无水乙酸钠分析纯国家集团化学试剂有限公司2葡萄糖分析纯国家集团化学试剂有限公司3氯化胺分析纯国家集团化学试剂有限公司4二水亚硝基铁氰化钠分析纯国家集团化学试剂有限公司5磷酸分析纯国家集团化学试剂有限公司6磺胺分析纯国家集团化学试剂有限公司7氢氧化钠分析纯国家集团化学试剂有限公司8盐酸优级纯国家集团化学试剂有限公司9N-（1-荼基）乙二胺二盐酸分析纯国家集团化学试剂有限公司10水杨酸分析纯国家集团化学试剂有限公司11硝酸盐氮分析纯国家集团化学试剂有限公司12亚硝酸盐氮分析纯国家集团化学试剂有限公司13无水硫酸钠分析纯国家集团化学试剂有限公司14氯化钠分析纯国家集团化学试剂有限公司15硫代硫酸钠分析纯国家集团化学试剂有限公司16次氯酸钠分析纯国家集团化学试剂有限公司17磷酸氢二钠分析纯国家集团化学试剂有限公司18磷酸二氢钠分析纯国家集团化学试剂有限公司19硫酸优级纯国家集团化学试剂有限公司20二甲亚砜（DMSO）分析纯国家集团化学试剂有限公司21甲醇HPLC级Sigma-Aldrich，USA22乙腈HPLC级CNW，Germany23甲基叔丁基醚（MTBE）HPLC级CNW，Germany24丙酮HPLC级CNW，Germany25二氯甲烷HPLC级CNW，Germany26葡萄糖生化试剂OXOID，England27胰蛋白胨生化试剂BD，France28羟乙基哌嗪乙磺酸（HEPES）生化试剂ACROS，USA四、课题工作的总体安排及进度 1、2014年9月02日到10月15日完成毕业论文选题，下达任务书，阅读文献；2、2014年10月15日到11月15日明确科研任务，制定实验研究技术路线，同时完成文献综述的编写，并报导师审查通过； 3、2014年11月16日到12月06日确定实验方案，并按学校或学院统一格式要求编写开题报告，并上交；4、2014年12月07日到2015年01月07日进行相关实验研究，并对实验结果分析。同时完成中期检查报告，并上交导师审查通过；5、2015年01月08日到05月05日进行实验数据的整理分析及毕业论文的撰写，提交指导老师初步审查；7、2015年5月06日到05月20日装订并上交修改后的毕业论文，供相关老师评阅；8、2015年5月21日到6月1日完成毕业论文答辩材料准备(含答辩报告幻灯片制作)，由指导老师组织预答辩工作并给予指导。五、指导教师评语饮用水安全问题是我国全面建设小康社会的一个重大问题。目前，我国大约有99.5%的饮用水厂采用氯消毒工艺，而饮用水的加氯消毒工艺所产生的消毒副产物种类多，毒性大。消毒副产物的种类很多，迄今为止已有600多种DBPs相继被发现报道。消毒副产物多寡及种类均与水源中有前驱物的多少与种类有着密切关联，研究饮用水中消毒副产物前体物的组成对提高其在水处理工艺中的去除率势在必行，因此，本课题研究具有指导和现实意义。开题报告中综述表明该同学对本课题有一定的认识，其提出研究方法、研究技术路线基本合理、实验条件基本可行，同意开题。进一步完善论文综