微囊藻毒素的降解与消除方法研究

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1、河南师范大学硕士学位论文微囊藻毒素的降解与消除方法研究姓名：张伟红申请学位级别：硕士专业：水生生物学指导教师：李效宇201105摘要微囊藻毒素(microcystins，MCs)是一类在淡水水体中最常见的蓝藻毒素，一般为单环七肽肝毒素。主要由微囊藻(Microcystis)、鱼腥藻(Anabaena)、颤藻(Oscillatoria)、念珠藻(Nostoc)、项圈藻(Anabaenops括)等浮游性蓝藻产生。MC是细胞内毒素，在蓝藻细胞死亡裂解后释放到水中，是一种公认的肝毒素和促癌剂。MC．LR是最常见的一种MC，而且毒性最强，世界卫生组织(WHO)推荐饮用水中MC．LR的限量标准为1

2、．O州L。目前，我国很多水体包括饮用水源都检测到有MC的存在。鉴于MC对人健康的危害，控制和消除饮用水源中的MC非常必要。近年来，关于MC降解的报道较多，但结合当地自来水厂常规处理工艺所进行的MC消除实验报道很少。本文依据并模拟当地自来水厂的常规处理方法、工艺和条件，研究了氯化、混凝及氯化+混凝、氯化+混凝+氯化等技术方法对MC的去除效果。另外，还研究了纳米二氧化钛光催化氧化对MC的降解。该实验结果对于消除饮用水源和自来水中的MC、保护居民免受MC危害具有一定的参考价值。实验用有毒微囊藻采自河南省某水库，通过大量培养获得藻浆，用沸水浴法提取藻细胞抽提液。细胞抽提液经甲醇抽提、硫酸和氨水

3、调节pH析出藻胆蛋白、C18固相萃取柱纯化得到实验用MC粗品。应用该粗品进行了MC的消除和降解实验，主要实验结果如下：(1)在氯化法消除MC实验中，结果发现，溶液pH对NaCl0消除MC的效果有显著影响，较低pH(pH=6．24)有利于MC氧化降解。这可能是低pH增加了HCl0在总游离氯中的比例，而HCIO与MC分子之间的反应为游离氯降解MC的主要途径。(2)氯化消除MC时，有效氯的最佳投加量为3．6megL。NaCl0溶液氯化消除MC的反应时间可控制在30min。在有效氯浓度不变的条件下(3．6mg／L)，随着溶液中MC浓度的增加MC降解率下降。(3)在混凝法消除MC实验中，pH对M

4、C消除有一定影响，偏酸条件下MC去除率较高(pH=6．24)。实验还发现，单独使用混凝剂FeS04·7H20对MC去除效果不佳。(4)在混凝+氯化法处理实验中，MC去除率取决于有效氯浓度，随着有效氯投加量增加，MC去除率增大，呈正相关关系。在预氯化十混凝+后氯化法处理实验中，我们发现，在有效氯总投加量一定(2．4mg／L)的条件下，预加氯量对MC去除率的影响较大。当预加氯有效氯为1．8mg／L，后加氯有效氯为0．6mg／L时，MC的去除率可达95．82％。(5)纳米Ti02降解MC实验结果表明，在偏酸性条件下(pH=6．24)纳米Ti02对MC吸附效果相对较好，降解率相对较高(20mi

5、n时降解率可达93．96％)。论文实验结果表明，在实验室模拟水厂处理工艺条件下，氯化絮凝能够有效去除水中MC，而二氧化钛光催化降解MC对pH的依赖性较强，应根据当地自来水源pH实际情况选择最优化的方法进行MC的消除和降解。关键词：微囊藻，降解与消除，氯化，絮凝，光催化氧化ⅡABSTRACTMicrocystins(MCs)areagroupofmonocyclicheptapeptidetoxinsproducedmainlybysomespeciesofcyanobacteria，includingMicrocystis，Anabaena，Oscillatoria，Anabaenop

6、sis，Hapalosipon，NostocandPlanktothrix，whichfrequentlyoccurinfleshwaterbody，such舔lake，riverandreservior．MCsareintracellulartoxins，andtheyreleaseintowaterbodyafterthedisruptionofalgalcells．MCsusuallyshowpotenthepatotoxicityandtumor-promotingactivityinanimalandhumambeing．TheWorldHealthOrganization(

7、WHO)recommendedthedrinkingwaterprovisionalguideline—valueoflrtg／Lofmicrocystin-LRforpeopledailyexposure．Recently,manyresearchershavefoundthatMCsCanbedetectedinmanywaterbodiesandeventhesourceofdrinkingwater．Thereforeitisvital