富营养化水体中微囊藻毒素的降解方法研究进展

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1、2013年第15卷第3期巢湖学院学报No．3．,Vol．15．2013总第120期JournalofChaohuCollegeGeneralSerialNo．120富营养化水体中微囊藻毒素的降解方法研究进展邓方万新军（巢湖学院，安徽巢湖238000）摘要：微囊藻毒素(Microcystins，MCs)为富营养化水体中最常见的藻类毒素，其在饮用水中的存在可以导致人类癌症，因此对人们的健康构成了严重威胁。本文介绍了微囊藻毒素的结构和理化性质，综合比较了目前微囊藻毒素的各种降解方法，包括物理法、化学法和生物法等，同时讨论了微囊藻毒素降解最新的研究进展。关键

2、字：微囊藻毒素；降解方法；研究进展中图分类号：Q-31文献标识码：A文章编号：1672－2868（2013）03－0061－05天然水体富营养化已成为我国乃至世界所究进展进行综述。面临的重大环境污染问题。由于社会经济的发1微囊藻毒素简介展，我国的湖泊富营养化程度在40年内增加了淡水藻类通常以蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻、隐60倍，有超过60%的天然淡水湖泊存在着不同程藻、裸藻、金藻、黄藻等8个门为主。蓝藻门是已度的富营养化污染现象[1-2]知的产生毒素最多的门类，其中的微囊藻属、颤。蓝藻水华爆发是水体富营养化的重要表症。以巢湖为例，自上世纪70藻属、鱼腥藻

3、属等这些毒藻可产生具有明显肝毒年代以来，由于水体富营养化导致的巢湖蓝藻水性的肽类物质，称为微囊藻毒素。华爆发时有发生[3]微囊藻毒素是一类具有生物学活性的环状。大规模的蓝藻爆发不但破坏水生生态系统的健康与平衡，并且一些有毒蓝藻七肽物质，其结构为环（D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲会向水体中释放多种不同类型的藻毒素对人和基-D-异天冬氨酸-L-Z-Adda-D-异谷氨酸-N-动物的饮用水安全构成了严重的威胁，其中微囊甲基脱氢丙氨酸），如图1所示[5]。Adda结构是藻毒素（Microcystins，MCs）是我国富营养化水体MCs所具有的特殊结构，其决定

4、了毒素的生理活中最主要的一种藻毒素，它能抑制某些蛋白磷酸性。其中X、Z为两种可变的L-氨基酸，由于X、Z酶的活性，导致肝损伤、诱发肝癌[4]不同以及Adda的甲基化或去甲基化产出的差异。因此，如何控制蓝藻的过度生长繁殖以及有效降解藻毒素已可形成多种不同的微囊藻毒素异构体[6]。目前发成为我国乃至世界环境科学领域的一个难题。本现，MC-LR、MC-RR和MC-YR（L、R、Y分别代表文针对在淡水中的主要藻毒素类型的产生、物理亮氨酸、精氨酸和酪氨酸。）是自然界中存在最普化学性质、以及目前主要的降解方法等方面的研遍、含量较多、毒性较大的微囊藻毒素。收稿日期

5、：2013-03-25基金项目：巢湖学院院级项目（项目编号：XLY-200906）作者简介：邓方（1980-），男，安徽巢湖人。巢湖学院化学化工与生命科学学院讲师。研究方向：分子细胞生物学。61图1微囊藻毒素的结构通式微囊藻毒素具有的环状结构和间隔双键，化性碳的吸附性能去除微囊藻毒素的效果不是特学性质相当稳定，因此在水体中自然降解的过程别理想，目前主要将活性碳与其他方法联合应十分缓慢。虽然它们是多肽类物质，但一般的蛋用，可以达到更好的去除效果。例如采用在颗粒白质或多肽水解酶无法将其降解；并且微囊藻毒活性炭（GAC）表面添加TiO2的方法实现活性炭素的

6、热稳定性高，即使在300℃的高温下仍然能吸附与光催化氧化的协同作用，大大提高了活性够长时间不分解[7]炭对藻毒素的降解效果；利用活性炭表面生长的；微囊藻毒素也可溶于水且不易挥发、沉淀或被水中悬浮物吸附。正是由于微微生物降解与活性炭吸附作用共同去除微囊藻囊藻毒素的高稳定性特点，才使得常规的水处理毒素的生物活性炭法（BAC），不但能有效地降解工艺，如混凝、沉淀、过滤、加氯等也很难将其彻部分藻毒素，并且在一定程度上保持了活性炭的底去除。但微囊藻毒素结构中的Adda基团含有再生性能，延长了活性炭的运行周期[10]。β、γ双键，可被氧化、光降解和生物降解。2.

7、1.2超声波法2微囊藻毒素的降解方法超声波降解微囊藻毒素是近些年发展起来鉴于微囊藻毒素对水环境安全及人类健康的一门新型的环境友好技术。该方法易于操作、的影响，对其进行控制、消除具有重要的意义。目容易控制、便于引进自动化操作手段、处理过程前国内外研究报道了大量去除藻毒素的方法，总不引入其它的化学物质、反应条件温和以及反应结起来可分为物理去除、化学灭活、微生物生物速度快等优点[11-12]。有关研究表明，在超声波辐射降解三种。的水中的微囊藻毒素可以迅速的分解，并且会随2.1物理方法着功率的增大其降解效率也明显的增大，当功率2.1.1活性炭吸附为20kHz

8、、115W时，在5-6分钟内其降解程度可活性炭是由煤、椰子壳、褐煤、木材等通过物理以达到60%以上，但是当功