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《水源水中微囊藻毒素預(yù)處理方法研究進展(醫(yī)學(xué)論文)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、水源水中微囊藻毒素預(yù)處理方法研究進展近幾十年由于富營養(yǎng)化水平的加劇,包括水源水庫水在內(nèi)的淡水水體經(jīng)常發(fā)生藍藻水華,藍藻水華可導(dǎo)致水源水中微囊藻毒素(Microcystins,MC)含量升高,而水中MC對人類的健康構(gòu)成潛在危害。MC對人體重要調(diào)節(jié)酶(蛋白質(zhì)磷酸酶1和2A)有潛在的抑制作用〔1〕,被證實可導(dǎo)致人類、家畜和野生動物的死亡。許多國家根據(jù)世界衛(wèi)生組織推薦值〔2〕建立了飲用水中MC?亮氨酸精氨酸(LR)限制標準,最高允許含量為1Opg/L。我國的“生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范”〔3〕和“城市供水水質(zhì)標準”〔4〕中都
2、規(guī)定MC-LR最高濃度為1Opg/L。MC的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,常規(guī)水處理工藝對其去除率較低。因此,在常規(guī)處理之前尋求有效去除MC的預(yù)處理方法,對于飲用水的安全保障具有重要意義。本文對去除水源水中藻毒素的預(yù)處理方法研究進展作一綜述。1去除藻毒素的預(yù)氧化法11預(yù)加氯自從20世紀,氯已被用來作為水處理試劑。20世紀初,美國就應(yīng)用氯作消毒劑來代替砂濾。預(yù)加氯是應(yīng)用最早和目前應(yīng)用最廣泛的氧化除藻方法,它常用于水源水的預(yù)處理工藝中以殺死藻類,使藻類及藻毒素易于在后續(xù)常規(guī)水處理工藝中去除。Tsuji等〔5〕的研究證實,MC
3、的去除效果主要決定于水中自由氯含量,觀察了NaClO對MC-LR和MC-雙精氨酸(RR)的去除效果,發(fā)現(xiàn)毒素易被降解且依賴于自由氯的劑量,用濃度為o7mg/L的自由氯經(jīng)60min處理后,水中僅有35%的MC被去除,當自由氯濃度增大到28mg/L時接觸30min后,MC的去除率達99%。另外,MC的去除效果還依賴于pH值的大小,Nicholson等〔6〕發(fā)現(xiàn),在高pH值條件下,NaClO和Ca(ClO)2的殺毒效果低。當pH值升高時,毒素的去除率大大降低,由pH值7時的79%降至pH值10時的04%o分析認為是
4、由于氯溶于水中生成次氯酸,在pH值超過5后開始分解形成次氯酸根離子,pH值超過10后完全離解,而次氯酸是一種比次氯酸根離子更有效的氧化劑,因而隨pH值增大,次氯酸濃度的降低影響了有效氯的氧化作用。氯化提供了一個有效的去除飲用水中MC的方法,它對MC的去除效果依賴于有效氯的投加量和足夠的余氯。但有關(guān)氯化去除MC的機制和經(jīng)氯化后MC的降解副產(chǎn)物的特征至今尚未清楚。12預(yù)加高鎰酸鉀自20世紀60年代,歐美等地區(qū)開始大規(guī)模的將高鎰酸鹽應(yīng)用于水處理技術(shù)中。高鎰酸鉀作為一種強氧化劑能氧化大量有機化合物,其對有機物分子中多
5、鍵功能團的破壞能力非常強,甚至可以分裂苯環(huán)。在與MC水溶液作用時,它可以破壞MC分子中3■氨基-9■甲氧基-2,6,8-三甲基-10■苯基癸6-二烯酸(ADDA)±的不飽和雙鍵,因此,在消除MC毒性方面十分有效。有文獻指出C7],lmg/L的高鎰酸鉀30min內(nèi)可去除濃度為200Mg/L的溶液中95%MC-LRo對用氯和高鎰酸鉀作氧化劑(濃度均為2mg/L)氧化MC-LR的實驗〔7〕比較顯示,2種氧化條件下毒素有相似的衰減曲線。但觀察到高猛酸鉀在去除MC上表現(xiàn)更迅速,且保持恒定的氧化還原電位。13預(yù)加臭氧(0
6、3)臭氧的氧化能力極強,氧化還原電位為207V,在酸性溶液中僅次于氟。1886年法國最早進行臭氧技術(shù)研究,20世紀60年代末臭氧開始用于原水預(yù)氧化,主要用途為改善感官指標、助凝、初步去除或轉(zhuǎn)化污染物等,目前它已被廣泛應(yīng)用于飲用水處理中。臭氧可以通過與有機物雙鍵的迅速氧化反應(yīng)生成撥基化合物。當臭氧作用于MC時,MC中ADDA的雙鍵被氧化打開而使其毒性消失。早期的研究表明,lmg/L的03對濃度為60ng/L的MC溶液的去除效果可達到100%。RositanoJ〔8〕等研究發(fā)現(xiàn),用005mg/L的03處理15s后
7、,99%的MC被去除掉。03比C12、H2O2、高猛酸鉀等能更有效地去除MC-LR,這與03具有更高的氧化電位有關(guān)。研究證實,臭氧是一種去除飲用水中MC的有效方法。雖然關(guān)于臭氧分解MC的副產(chǎn)物的危害性方面仍需做進一步的研究,但臭氧氧化作為一種有效的凈水方法,仍然具有很好的應(yīng)用前景。2粉末活性炭法粉末活性炭(PAC)在水廠最初應(yīng)用的目的是為了去除水中的色、嗅、味等〔9〕。20世紀70年代以來,隨著水源污染的日益嚴重以及消毒副產(chǎn)物(DEP)的檢出,研究人員發(fā)現(xiàn)PAC對飲用水源中的酚類、農(nóng)藥、消毒副產(chǎn)物及其前體物等
8、也有很好的去除效果〔10〕。因此,PAC在水處理中得到了普遍的應(yīng)用,且有逐年遞增趨勢。Hoffmann等〔11〕應(yīng)用PAC去除藻毒素的實驗研究發(fā)現(xiàn),PAC能去除藍藻產(chǎn)生的MC,MC的去除效果依賴于PAC的投加量,要去除掉MC-RR和LR,PAC的投加量高達800mg/L(一般給水處理中PAC投加范圍為5~30mg/L),Falconer等〔12〕的報道也證實了這一點。在對活性炭去除MC-LR的研究中