饮用水中藻和藻毒素的控制

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1、第7章饮用水中藻和藻毒素的控制谢曙光博士/副教授北京大学环境科学与工程学院2009年2月12日饮用水中澡类的危害近年来，由于大量生活污水、工业废水、农渔牧水的排入，使大部分水体遭受不同程度的污染，对城市供水造成严重影响。我国430个城市中有90%以上的饮用水源受到污染，导致水体的富营养化，而富营养化最明显的特征就是藻类的过度繁殖，给供水工程带来很大影响。其危害主要表现在:(1)藻类会散发恶臭的气味。（2）某些藻类在一定环境下产生藻毒素,对健康有害,会引起肠道疾病,甚至引起“三致”,国外就曾有藻毒素致死事件的报道。(3)藻类和有机物还是消毒副产物的前体

2、物，例如在氯消毒过程中，会产生挥发性较强的三卤甲烷(THMs),使饮用安全性下降。(4)藻类会堵塞滤池，而且消耗较多的混凝剂和液氯,提高成本。(5)穿透滤池进入管网的藻类和营养物质作为微生物生长、繁殖的基质，引起配水管网中的细菌再生长而造成二次污染。(6)藻类有机质很容易被氧化,因而系统中需要的余氯被消耗掉。产生藻毒素的藻的种类淡水水体中藻毒素主要由蓝藻门的微囊藻(主要有铜绿微囊藻、绿色微囊藻、惠氏微囊藻等)、楔形藻、念珠藻、顶胞藻、结球藻、水华束丝藻、颤藻、鱼腥藻等一些品系或种产生。此外，在绿藻、硅藻及双鞭毛藻的个别种中也发现有藻毒素产生。其中以对微

3、囊藻毒素(MCYST)LR、YR、RR的研究最多，是一种在蓝藻水华污染中出现频率最高、产生量最大和造成危害最严重的藻毒素种类。MCYST的迁移及转化MCYST主要存在于藻细胞内部，但在不同的生长阶段，细胞内外环境中的毒素分布是变化的。研究发现，MCYST在藻类的对数生长期明显增加，毒素主要集中于细胞内部，在对数生长末期达最大含量；停止生长后随着藻细胞的死亡解体，胞内的水溶性毒素不断释放进入水体。MCYST在水中的行为与环境因子有关，光照强度、温度、水中的有机物、溶解氧、色素及其他水生生物等因素都会对MCYST的产生及其迁移转化产生影响.微囊藻毒素的理化

4、性质Adda是表达MCYST活性的必需基团，其结构改变或被去除，毒素的毒性就会降低。MCYST性质稳定，能溶于水，在水体中的稳定时间与水体的特征有关，在去离子水中可在较长一段时间内保持稳定。MCYST能够被紫外线光解或通过异构化作用丧失毒性，在波长240nm处具有一个强烈的吸收峰，当紫外线波长接近其吸收光谱的最大吸收波长时，降解速度大大增加。此外，MCYST具有热稳定性，加热煮沸（水浴100OC，30min)不致丧失毒性。淡水蓝藻产生的毒素与毒理常规工艺去除藻和藻毒素的局限性传统净水工艺不能有效去除水中藻毒素。Himberg等研究了传统净水工艺中混凝剂

5、对不同藻毒素的去除效果，去除率为0—32%。朱光灿等发现，混凝沉淀通过去除藻类而去除细胞内藻毒素,但对细胞外的溶解性藻毒素无去除作用。过滤与氯消毒可去除部分细胞外藻毒素，对细胞内藻毒素的去除作用较弱。他们认为，传统制水工艺不能保证出水藻毒素达标,必须采取预处理或深度处理措施。传统制水工艺蓝藻暴发期间，在自来水厂出水中往往能检测出藻毒素。穆丽娜等于1999～2000年在无锡的梅园、小湾里、充山水厂出水中都曾检测出藻毒素，最高达0.64μg/L；吴静等在某市两个水厂出水中检测到0.07～1.09μg/L的Microcystin－RR。中国南方地区水源水和饮

6、用水中藻毒素浓度饮用水中澡毒素的危害水体的富营养化导致水体中藻类的过度繁殖,特别是引起浮游藻类(主要是蓝藻属)的爆发而形成水华。它不但影响水体景观效果，而且还会产生藻毒素,给水生态系统、公共卫生安全带来严重威胁。在美国、日本、澳大利亚、巴西等国皆有报道因藻毒素引起鱼类、家畜及人中毒死亡的事件发生。在我国的滇池、太湖、巢湖、洱海等水体中,检测出藻毒素最大浓度值为世界卫生组织规定饮用水藻毒素含量(不超过1μg/L)的千倍以上。我国江苏海门、启东和广西扶绥的原肝癌发病率相当高与当地居民长期饮用含MC的池塘或河流水有关,浙江海宁地区大肠癌的高发病率也与饮用的河

7、滨水、池塘水的MC含量存在正相关关系。强化混凝除藻常规的混凝沉淀法除藻效率低，需对其加以强化,以提高除藻效率.强化混凝不但可以使除藻率提高到90%以上，同时也可去除水中各类有机物。但国外研究指出,强化混凝沉淀法只能有效提高藻类在滤池中的去除率，并不能有效提高其在沉淀池中的去除率，易堵塞滤池。去除藻和藻毒素的技术物理法化学法生物法组合技术第1部分物理法控制澡类和藻毒素控制藻和藻毒素的物理方法常用的物理除藻方法有：溶气气浮法吸附法膜过滤超生波微滤机法直接过滤法气浮法机理气浮法净水是当前国际上新的水处理方法之一，昆明、武汉和无锡等地的水厂采用了气浮池。它的工

8、作原理是在压力状况下，将大量空气溶于水中，形成溶气水，作为工作介质，通过释放器骤然减压快速释放