化學(xué)預(yù)氧化對于藻類藻毒素釋放和降解的特性研究.pdf

1、日趨嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化問題已經(jīng)成為全球性的環(huán)境問題，藻類爆發(fā)對于水體所造成的不良影響受到人們越來越多的關(guān)注。常規(guī)除藻方法包括物理、化學(xué)、生物方法?；瘜W(xué)預(yù)氧化是應(yīng)用最廣泛且行之有效的水體富營養(yǎng)化治理技術(shù)。它包括化學(xué)氧化劑和超聲波輻照，一般在混凝沉淀之前進(jìn)行，通過改變藻細(xì)胞表面電荷或空化效應(yīng)起到強(qiáng)化混凝沉淀的效果。 化學(xué)預(yù)氧化處理的特點是在除藻過程中破壞藻細(xì)胞的完整性，導(dǎo)致胞內(nèi)毒素一藻毒素大量釋放到水體中。但在釋放藻毒素的同時，化學(xué)

2、預(yù)氧化也能夠同時降解藻毒素。藻毒素中來源最廣泛的微囊藻毒素為具有生物活性的七肽單環(huán)肝毒素，是目前發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的肝臟腫瘤促進(jìn)劑，WHO規(guī)定飲用水水體藻毒素的含量不得超過1．0μg/L。因此，化學(xué)預(yù)氧化處理在除藻的同時，如何控制有害物質(zhì)的引入已引起廣泛關(guān)注。 本論文工作的主要目的就是從化學(xué)預(yù)氧化處理的水體安全性角度出發(fā)，對于常規(guī)化學(xué)預(yù)氧化除藻工藝中存在的藻毒素釋放和其降解過程進(jìn)行研究，以藻毒素釋放降解速率比最小為目標(biāo)，探索氧化工藝的最

3、優(yōu)條件，以控制水體中藻毒素的濃度。 本論文主要選用銅綠微囊藻為除藻處理對象，其釋放的微囊藻毒素作為藻毒素的代表，以高效液相色譜法作為藻細(xì)胞內(nèi)外微囊藻毒素濃度的檢測手段，系統(tǒng)研究了兩種預(yù)氧化工藝對于藻毒素的降解和藻細(xì)胞完整性的影響。 本論文首先以超聲波作為預(yù)氧化方法進(jìn)行對藻毒素和含藻水的處理實驗，從實驗數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論，藻毒素在低頻超聲場中迅速被分解去除，降解過程符合一級反應(yīng)模型。隨著功率的增加，超聲對藻毒素的降解效果增強(qiáng)

4、。高低頻率超聲波由于空化效應(yīng)都會導(dǎo)致藻細(xì)胞破壞即藻毒素釋放。通過比較超聲波降解速率超過藻毒素釋放速率的時間拐點出現(xiàn)早晚，或是超聲波降解速率與釋放速率的速率比來考察超聲波頻率、功率對于藻毒素釋放和降解的綜合影響。在超聲波輻照作用藻類時，應(yīng)盡可能選擇400kHz以下的頻率條件，當(dāng)有些必須使用高頻超聲波除藻的工藝中，則應(yīng)該選擇較高的功率，且須適當(dāng)增加反應(yīng)時間來控制藻毒素的濃度。 本文研究的另一種預(yù)氧化方法是化學(xué)氧化劑-次氯酸鈉。實驗得