水源水过滤及常规消毒对微囊藻毒素消除机理

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1、南昌航空大学硕士学位论文摘要摘要天然水体受到蓝藻水华的污染，其中微囊藻毒素作为一种促癌因子和肝毒素已经对饮用水安全造成潜在危害。世界卫生组织推荐的饮用水中藻毒素以MC－LR代表的标准值为1.0μg/L。近年来我国对水体微囊藻毒素的污染也很关注。在建立实验室微囊藻毒素的定量分析方法的基础上，结合现场调查研究探讨赣江流域及鄱阳湖区域内微囊藻毒素季节性含量变化特征和区域分布。并采用常用混凝剂对微囊藻及藻毒素大分子进行混凝沉降；采用活性炭吸附、紫外光降解及氯化消除法对模拟水源水中微囊藻毒素进行去除，优化各消除方法的实验条件及影响因素，并对相应方法的消除

2、机理进行阐述。比较细胞超声粉碎和反复冻融法两种方法对水质样品前处理的差异，并对处理条件进行最终优化。建立实验室培养铜绿微囊藻的方法，优化培养方法和条件。使用ELISA分析方法对赣江流域水源水及鄱阳湖水域微囊藻毒素进行监测，结果表明不同季节两个地域水样均检出微囊藻毒素，浓度普遍较低，个别采样点MC浓度高于1.0ppb。混凝沉淀实验表明硫酸铝除藻效果优于三氯化铁和聚合氯化铝，复合絮凝剂硫酸铝/壳聚糖的消除能力较好。硫酸铝消除总MC效率可以79.1％，复合絮凝剂消除率略高，为80.4％。对铜绿微囊藻及毒素的总体上的脱除能力，按大小排序为：硫酸铝+壳聚

3、糖＞硫酸铝＞三氯化铁＞聚合氯化铝＞壳聚糖。活性炭吸附结果表明，前60min反应速率迅速增加，而后逐渐趋于稳定，结果用等温吸附线描述。颗粒活性炭吸附能力随反应体系的温度上升而有所增加，颗粒活性炭吸附动力学满足准一级动力学方程，反映吸附能力的参数KGAC，25℃＜fKGAC，35℃，粉末活性炭则相反，温度的增加不利于吸附MC，吸附能力参数吸附能f力参数KPAC，25℃＞KPAC，35℃。pH偏酸性有助于提高活性炭吸附MC的效率，pH为ff3、5时，PAC吸附去除率比较接近，半小时后趋于去除率最大，达到98％以上。紫外光降解MC实验在均相反应体系中进

4、行，反应速率随时间的增加而升高。另外，在偏碱性和中性的环境中有助于UV氧化降解MC的进行，pH对UV光降解MC动力学分析结果显示反应符合准一级动力学方程，并且pH由3.0变为9.0过-1-1程中降解藻毒素的表观速率常数由0.00255min增加到0.006121min。反应主要依赖于·OH对微囊藻毒素共轭二烯双键和肽键进行加成反应，从而消除MC的毒性。I南昌航空大学硕士学位论文摘要次氯酸钠在水中产生多种氧化剂，氧化剂作用于微囊藻毒素。反应中影响因素有反应接触时间、有效氯浓度、pH大小和毒素浓度。实验结果证明，随着接触反应时间的增加，降解藻毒素速

5、率很快达到最大，并逐渐趋于稳定。反应体系的最佳pH条件在中性偏酸性环境。氯化过程主要是依靠有效氯与ADDA间隔二烯双键中共轭键的活性中心发生先加成后取代成羟基反应，从而消除MC的原始毒性。本文为有效消除饮用水中的微囊藻毒素提供理论依据，对饮用水的安全使用具有重要的意义。关键词：微囊藻毒素，混凝沉淀，活性炭吸附，紫外线降解，氯化消除II南昌航空大学硕士学位论文摘要AbstractNaturalwaterswerepollutedbybluealgabloom,microcystinswassynthesizedbyseveralspeciesof

6、cyanobacteria,thetoxinsimposedahealthrisktoanimalsandhumanwhensurfacewaterisusedfordrinkingwater.Aprovisionalguidelinevalueof1.0µg/Lformicrocystin-LRindrinkingwaterhasbeenissuedbytheWHO.Thefirst，buildingthemethodsofquantitativeanalysisformicrocystinswasoneofaimsinthepaper.Th

7、esecond,watersamplescollectedfromGanjiangriverandPoyanglakedistrictweredetermined,resultsconsistsofareadistributionandseasonalcharacteristicofmicrocystinspollution.Thethird,experimentswereoperatedusingtraditionalwatertreatmentmethodsincludingcoagulationandflocculation,chlori

8、nationinordertoremovethealgacellandtoxins.Otherwise,activatedcarbonadsorpti