饮用水中微囊藻毒素污染及其光催化降解的研究进展

富营养化水体中的微囊藻毒素是一种传统净水技术难以去除的致癌毒素．本文综述了纳米TiO2光催化技术高效降解LR型微囊藻毒素最新的研究进展,分析了不同质量浓度情况下反应动力学模式的差异,从分子结构的角度讨论了反应降解机理,提出了多种高级氧化手段相结合的研究思路及需要进一步关注的问题．结论表明,作为一种广谱的有机物降解方法,纳米TiO2材料光催化能有效地去除饮用水中的微量藻毒素．     

水体微囊藻毒素的消减研究进展

目前水体富营养化问题日益严重,富营养化水体中一些藻类产生的微囊藻毒素（Micro-cystins,MCs）对人类健康产生了极大威胁,而常规的水处理方法难以将其彻底去除．因此,研究出绿色无毒、具有实际应用价值的高效降解MCs的新方法具有重要意义．本文综述了微囊藻毒素处理的方法技术,着重阐述了高级氧化技术（AOPs）,包括TiO2光催化、Fenton光催化氧化法对微囊藻毒素的降解原理与应用．引用文献53篇．     

高效藻毒素降解菌的筛选及其降解藻毒素的效能研究

从藻毒素污染的水库底泥中富集分离出7株高效藻毒素降解菌,结合7株菌的生长曲线研究,确定出菌株M-5、M-6和M-7三株菌为高效菌,并对它们的生理生化特性和降解藻毒素效能进行了研究.结果表明,M-5和M-6为假单胞菌、M-7为气单胞菌.各单一菌株24 h降解藻毒素效能为63%~84%,延长作用时间至4 d,可以将藻毒素降解率提高到90%以上,将3株菌混合作为混合菌协同作用藻毒素,可缩短作用时间,3 d将藻毒素基本降解完全.     

高锰酸钾灭活铜绿微囊藻及胞内毒素释放机制

采用高锰酸钾对微囊藻毒素MC-LR进行氧化试验,结果表明MC-LR氧化降解符合二级动力学模型,铜绿微囊藻细胞外代谢有机物(EOM)和细胞内代谢有机物(IOM)背景下,MC-LR降解速率常数分别为368.3(mol·L-1)-1·s-1和400.2(mol·L-1)-1·s-1.同时,采用高锰酸钾对铜绿微囊藻进行预氧化试验,研究不同氧化剂投加量、氧化时间对铜绿微囊藻活性、藻毒素MC-LR的释放的影响.结果表明,高锰酸钾对藻活性、细胞内MC-LR的释放均符合二级动力学模型.氧化过程中存在两个氧化剂暴露剂量临界点,细胞灭活临界点及毒素释放临界点.细胞灭活临界点之前氧化剂主要与EOM和藻细胞细胞壁上的分泌物反应,藻活性缓慢降低,细胞灭活临界点之后,氧化剂直接与细胞壁反应,导致藻细胞迅速丧失活性,同时藻活性下降速率常数由0.49~2.35(mol·L-1)-1·s-1突变至5.00~19.38(mol·L-1)-1·s-1.毒素释放临界点之前藻细胞基本保持完整,MC-LR释放不明显,毒素释放临界点处藻细胞发生明显破裂和溶解,细胞内MC-LR大量释放,同时,MC-LR释放速率常数在临界点前后由0.55~1.45(mol·L-1)-1·s-1突变至0.96~14.45(mol·L-1)-1·s-1.3维荧光光谱(EEM)分析发现,当高锰酸钾暴露剂量达到细胞灭活临界点时,EOM中类腐殖质峰开始出现,暴露剂量达到毒素释放临界点时,类腐殖质峰显著增加,与藻细胞活性及胞内MC-LR释放规律类似.     

电化学氧化灭活铜绿微囊藻及藻毒素的降解

利用混合金属氧化物(IrO_2-Ta_2O_5/Ti)电极在氯化钠电解质中产生的活性氯(氯气和次氯酸)灭活铜绿微囊藻细胞.活性氯在溶液中的生成符合法拉第定律,其浓度与电流密度和反应时间成正比.实验系统考察了藻细胞完整性、表面形态和光合活性在电化学氧化过程中的变化,并研究了藻类有机物和微囊藻毒素(MC-LR)在该过程中的释放与降解情况.结果表明:电化学氧化工艺可有效灭活铜绿微囊藻细胞;电流密度越大,反应时间越长,藻细胞破损程度越严重;胞外MC-LR在氧化过程中呈现先升高再降低的趋势,最终质量浓度可达到1.0μg·L~(-1)以下.电化学氧化工艺不仅可以有效灭活藻细胞,还能有效控制藻细胞胞外有机物和藻毒素,因此对于高藻水处理具有良好的应用前景.     

光催化降解微囊藻毒素(MC)的研究进展

近年来蓝藻水华现象日益严重,甚至威胁了人类饮用水的安全.传统水处理技术对微囊藻毒素去除效果不明显,新型降解技术亟待研究.本文概述了二氧化钛系列的光催化剂的一些研究进展,并提出了未来光催化氧化法降解微囊藻毒素的主要研究方向.     

紫外-微臭氧工艺降解微囊藻毒素的动力学特性

研究了紫外-微臭氧工艺降解微囊藻毒素(MC)的动力学过程与特性.结果表明:MC-RR,MC-YR和MC-LR三种MC在紫外-微臭氧反应器中的降解过程为一级动力学反应,半降解时间分别为74.5,32.2和24.2 min;降解速率不受初始藻毒素浓度的影响,湖水中天然有机物(NOM)能捕获自由基,抑制MC的降解,葡萄糖对MC的降解没有影响;紫外-微臭氧工艺主要通过HO·等自由基对MC侧链Adda基中不饱和共轭双键的破坏而降解MC,并使藻毒素脱毒.紫外-微臭氧工艺可用于降解饮用水中MC.     

臭氧氧化降解微囊藻毒素-LR的动力学研究

采用臭氧对微囊藻毒素 - LR(MC LR)进行降解试验,研究其反应动力学.取自无锡太湖流域蓝藻藻华提取藻毒素,研究了臭氧投加量、MC LR的初始质量浓度、pH值及一些阴离子作用对降解速率的影响.结果表明,臭氧氧化能有效降解MC LR,且符合准一级动力学反应.降解速率不受MC LR初始质量浓度的影响.当臭氧投加量由0.31 mg·L-1增加到1.35 mg·L-1时,MC-LR的降解速率由0.010 3 min-1提高到0.040 7 min-1.当pH值由3.08升高到10.08时,MC-LR的降解速率由0.252 8 min-1降低到0.009 9 min-1.在酸性条件下,pH值的变化对降解速率的影响程度更大.在阴离子影响方面,NO-3有利于MC-LR的降解,CO2-3阻碍降解,SO2-4和Cl-对降解速率的影响不明显,其反应速率常数由大到小的次序是:NO-3,Cl-,SO2-4,CO2-3.     

介质阻挡放电降解水中微囊藻毒素的研究

微囊藻毒素Microcystin-LR,一种强烈的致癌剂,是蓝藻水华时产生的一种主要的藻毒素.本文研究了多根高压电极介质阻挡放电对该毒素的降解.从实验室培养的铜绿微囊藻中提取微囊藻毒素,经富集、纯化后于反相高效液相色谱对其分析检测.实验研究了峰值电压、频率、曝气量及电导率对介质阻挡放电降解微囊藻毒素的影响.研究表明:微囊藻毒素的去除率随峰值电压、频率、曝气量的增加而增大,但随电导率的增加而减小.     

地表水中藻毒素的监测与控制

随着大量含氮和磷的废水流入湖泊和江河,导致淡水污染现象日趋严重.污染的最主要危害是释放多种藻毒素,因此如何有效控制、去除藻毒素是摆在中外环境科学领域的一个难题,目前水体中藻毒素的监测方法主要有生物法、化学法、免疫法等;控制的方法主要有常规净水工艺、生物处理、光降解与光催化氧化以及臭氧氧化等.     

微囊藻毒素对小鼠肝脏抗氧化系统的影响

通过灌胃染毒的方法研究了微囊藻毒素对小鼠抗氧化系统的毒性.结果显示,超氧化物歧化酶活性在第4周升高,过氧化氢酶活性在第3周和第4周下降,表明微囊藻毒素处理后导致H2O2积累,使得氧化损伤加强.谷胱甘肽含量从第2周开始出现明显下降.谷胱甘肽-S-转移酶活性在第4周时发生显著性升高,提示微囊藻毒素和谷胱甘肽结合的速率增高,从而加快了肝组织对微囊藻毒素的清除.本实验结果说明抗氧化系统在微囊藻毒素的解毒方面起到了十分重要的作用.     

The permeability effect of microcystin-RR on <Emphasis Type="Italic">Escherichia coli</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Bacillus subtilis</Emphasis>

Microcystins are a kind of cyclic hepatoxins produced by many species of cyanobacteria. Most previous work have been done on the toxic effects of microcystins on animals and plants. However, the reports about the effect of microcystins on microbial cells are very limited. In this work, the permeability of MC-RR on the cell outer membrane of Escherichia coli (E. coli) and Bacillus subtilis (B. subtilis) was discussed. The permeability effect of MC-RR on the cell outer membrane of E. coli and B. subtilis under different concentrations was demonstrated by a rapid and sustained reduction in the A₆₇₅ values of lysozyme-treated cells. The decrease of the absorbance values showed a time- and dose-effect. The extravasations of protein and carbonhydrate increased with the increment of the treated-concentration of MC-RR. The results showed that MC-RR could increase the permeability of cell outer membranes of E. coli and B. subtilis. The synergistic effects of MC-RR and lysozyme on bacteria indicated that MC-RR might play an ecological role in bacteria in combination with other substances in some aquatic environments.     

高效液相色谱法测定喀斯特型高原深水水库中的微囊藻毒素的含量

建立了有效的检测微囊藻毒素LR和RR的方法,对固相萃取--高效液相色谱测定水中痕量藻毒素的部分实验过程进行了优化处理.流动相体积分数:0.080.b TFA的水+甲醇(色谱纯),体积流量:1.0ml/min,紫外检测波长:238nm,进样量:20uL;在该条件下,以HPLC测定MC-LR的检测限为5.0ng/L,MC-...     

An Automatic Solid Phase Extraction and Ultra-Performance Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry for Determination of Seven Microcystins at Ultra-Trace Levels in Surface Water

A method was developed for the detection of seven microcystins(microcystin-LR, RR, YR, LA, LY, LW and LF) in surface water using automatic solid-phase extraction(A-SPE) coupled with ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS). The automated solid-phase extraction system was used to extract microcystins(MCs) from water samples. UPLC-MS/MS was used to determine MCs concentrations in just 5 min. Method detection limits were from 0.3 to 0.9 ng/L, microcystin recoveries ranged from 83.8% to 114%, and the relative standard deviation(RSD) varied from 5.6% to 12.5%. This analytical approach was found to be simple, highly sensitive, accurate, which required little manual operation. Additionally, to validate this analytical method, A-SPE+UPLC-MS/MS was applied to characterize the concentration of MCs in Taihu Lake, Wuxi, China.     

甘肃省白银地区草地资源特征与草地生态变化

天然草地的组成类型及退化特征,对草地资源的合理利用和退化草地生态的恢复治理具有重要的生态学意义.对白银地区天然草地资源组成、草地类型结构以及退化草地植被特征进行了系统调查与分析,研究了不同退化演替时期草地植物生态型、生产力的构成变化规律.随草地退化程度的加剧,从初期到后期,高位芽植物最先消失,草地植物群落物种数和优势种密度急剧下降,群落盖度、生物量比、鲜草产量与可食草产量百分数均呈逐渐下降趋势.提出了天然草地永续利用的对策.     

微囊藻毒素的提取纯化方法比较

研究了从天然蓝藻水华藻粉中提微囊藻毒素,以及对提取物纯化的方法.通过对比不同提取剂的提取效果,发现浓度为80%的甲醇溶液提取效率最高,但采用乙醇作为替代提取剂也有较好的效率,且方法更为安全.对于提取物的纯化,可通过调节溶剂的pH至等电点以除去对反相填料具有负作用的藻胆蛋白.研究结果为更高效地纯化微囊藻毒素提供了依据.     

口服微囊藻对泥鳅的亚慢性毒性效应

旨在研究微囊藻水华对鱼类的生态毒性及其机理.采用饲喂微囊藻水华浮沫的暴露方法对泥鳅进行口服暴露28 d,剂量为经腹腔注射微囊藻细胞抽取物LD50的1/10[即75 mg细胞抽提物/(kg.体重.d),约为10μgMC-RR/(kg.体重.d)].生长测定结果表明,饲喂微囊藻明显抑制泥鳅的生长,但没有改变实验鱼的肝体比.透射电镜观察发现,实验鱼肝细胞结构有明显的改变,细胞器受到损伤.所观察到的超微结构变化主要是内质网膨胀、细胞核变形等,但线粒体结构没有明显变化.显微观察还发现了脾细胞结构的变化,说明微囊藻毒素对泥鳅脾脏也有损伤作用.蛋白磷酸酶抑制测定法检测发现,受试泥鳅肌肉中没有微囊藻毒素的积累,可能是由于低剂量的微囊藻毒素暴露没有引起生物富集作用.     

酶对DTP及PET纤维的降解性能探讨

采用对苯二甲酸二乙酯作为PET的模拟物，选用4种脂肪酶对DTP和PET纤维的降解性能进行了研究。实验采用碱滴定、紫外分光光度计以及高效液相色谱法进行测试。对DTP降解液的pH值变化以及酶对DTP的降解率随时间的变化情况进行了分析。虽然酶对PET纤维的降解率很低，但通过SEN(电子扫描显微镜)和HPLC观察显示，纤堆表面仍然有被刻蚀的痕迹存在。     

微囊藻毒素对Hela细胞和Vero细胞的毒性效应

ＭＣＹＳＴ－ＬＲ,ＭＣＹＳＴ－ＲＲ,ＭＣＹＳＴ－ＹＲ稀释后的毒素溶液处理Ｈｅｌａ细胞和Ｖｅｒｏ细胞后得到如下结果：１．３种毒素溶液对培养的Ｈｅｌａ细胞均有明显的抑制作用和毒性作用,其毒性作用与浓度成正比,致死细胞边缘不整齐不规则,细胞呈脱水状态。倒置显微镜下可见细胞变黑无折光性。高浓度毒素溶液（包括ＭＣＹＳＴ－ＬＲ,ＲＲ和ＹＲ３个样品）作用细胞２４ｈ后,细胞完全致死脱落,３个样品间无明显差别;２．     

降解造纸废水木质素菌种的筛选鉴定及应用

为了提高造纸废水生化处理效果,进行了降解造纸废水木质素菌种的筛选鉴定和应用实验. 对从市政污水处理厂采集的活性污泥样品进行培养、驯化、分离和鉴定等一系列实验,得到了能够降解木质素的生物降解菌. 通过研究其生理生化特性,确定该菌为白腐菌,属于短杆状、好氧型产碱菌. 经革兰氏染色鉴定为革兰氏阳性菌. 进一步驯化从中挑选出有较强降解能力的菌种并进行实际废水环境下的应用实验,结果显示该菌对造纸废水CODCr的去除率可达到80.9%.