過硫酸鹽對(duì)銅綠微囊藻的去除效果和機(jī)理探究.pdf

1、一直以來由于氣候變化和水體富營養(yǎng)化，全球范圍內(nèi)蔓延的藍(lán)藻水華威脅著生態(tài)系統(tǒng)和人類健康，特別是在作為飲用水水源的江河、水庫中普遍存在。在中國，每年湖泊藍(lán)藻水華的爆發(fā)已成為嚴(yán)重的水污染問題之一，藍(lán)藻水華污染對(duì)目前我國的飲用水安全構(gòu)成了相當(dāng)嚴(yán)重的威脅。
　　地表水微藻的季節(jié)性增值引發(fā)的水體變色和嗅味問題更加給水處理過程帶來挑戰(zhàn)，難度主要在于水處理設(shè)施中細(xì)胞濃度的增加和藻類代謝活動(dòng)中由細(xì)胞分泌至周圍環(huán)境中的代謝產(chǎn)物，以及由于各類因素引起的

2、細(xì)胞裂解導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)的釋放，這些物質(zhì)在飲用水處理過程中還會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的增加等不利后果的衍生。因此，去除藍(lán)藻細(xì)胞和水中的次生代謝產(chǎn)物已成為一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，亟需開發(fā)出一種高效低副產(chǎn)物生成的方法應(yīng)對(duì)飲用水水源中的水華污染。
　　在本文中首先使用過硫酸鹽分別對(duì)胞外分泌物的三種主要模型化合物進(jìn)行氧化，檢測(cè)了處理后的模型化合物降解產(chǎn)物隨過硫酸鹽投加劑量不同，處理液中總有機(jī)碳（TOC）、254納米處吸光度、Zeta電位和熒光特性的影響。發(fā)現(xiàn)

3、了過硫酸鹽在處理三種模型化合物時(shí)對(duì)蛋白質(zhì)類的特異性降解效果，證明過硫酸鹽在對(duì)蛋白質(zhì)類物質(zhì)進(jìn)行處理時(shí)是具有優(yōu)勢(shì)的。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了，對(duì)腐殖酸等小分子物質(zhì)，過硫酸鹽的氧化能力是有限的，無法將它們完全礦化。
　　而后本文中選取藍(lán)藻爆發(fā)期間的代表藻種銅綠微囊藻，在實(shí)驗(yàn)室條件下培養(yǎng)成純?cè)宸N培養(yǎng)液來模擬藻華爆發(fā)期間的高藻水處理的效果。對(duì)不同過硫酸鹽投加劑量下銅綠微囊藻純?cè)宸N培養(yǎng)液處理后的藻細(xì)胞去除率、Zeta電位、藻細(xì)胞胞內(nèi)物質(zhì)泄露情況和出水中的

4、鐵離子濃度等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明在過硫酸鹽投加量為400μM/L時(shí)的效果最好，此時(shí)的銅綠微囊藻細(xì)胞去除率最高，達(dá)到了97.2％。并且由于此時(shí)的混凝效果最好，活化劑的投加并不會(huì)對(duì)出水的鐵離子含量有過多影響。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了過高的過硫酸鹽投加量會(huì)引起藻細(xì)胞的破裂，為實(shí)際應(yīng)用提供了參考。
　　本文進(jìn)一步對(duì)處理后的銅綠微囊藻細(xì)胞和上清液中官能團(tuán)在不同過硫酸鹽投加劑量下的變化進(jìn)行表征，通用官能團(tuán)的前后變化和不同劑量過硫酸鹽的處理對(duì)銅綠微囊

5、藻細(xì)胞形態(tài)的改變來闡述過硫酸鹽預(yù)氧化處理銅綠微囊藻的機(jī)理。結(jié)果表明，過硫酸鹽的投加使藻細(xì)胞胞外分泌物中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的非共價(jià)相互作用因氧化作用而發(fā)生改變，最終影響了細(xì)胞的沉降性能。并通過不同劑量過硫酸鹽的處理對(duì)銅綠微囊藻細(xì)胞形態(tài)從飽滿光滑的球形，到細(xì)胞膜邊界模糊，最終發(fā)展到萎縮塌陷至無法維持細(xì)胞基本形態(tài)而完全破碎這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)一步證明，適量的過硫酸鹽可以得到藻細(xì)胞的去除，而過量過硫酸鹽的投加反而會(huì)造成出水質(zhì)量不理想的后果。
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