水质安全的动态超声波强化混凝除藻水处理试验研究

超声波辐射能够破坏蓝藻气囊,在水处理工艺中达到强化蓝藻混凝沉淀的效果.然而不适当的超声处理会进一步破坏蓝藻细胞,导致胞内毒素大量释放,加重水质污染负荷.本研究为获得水质安全的超声波强化混凝沉淀蓝藻水处理方法,采用频率40~120 k Hz的超声波辐射蓝藻水,考察处理后蓝藻混凝沉淀去除效果及藻毒素释放情况.结果表明,频率68~120 k Hz、能量密度59.1~186.4 W·L-1的静态超声波作用10~15 s后进行混凝沉淀,藻类去除率达98%以上,且频率越高效果越好;然而各频率静态超声波作用5 s以上均会导致藻细胞内藻毒素释放.采用内衬吸声棉及动态超声方式,频率120 k Hz、能量密度38.5~196.6 W·L-1超声波作用7.5~30 s后,可避免胞内藻毒素释放,且能去除水中溶解性藻毒素18.7%~30.7%,混凝沉淀后藻类去除率97.0%以上,其它有机物也降低.     

蒙脱石脱除霉菌毒素应用研究进展

霉菌毒素是霉菌或一些真菌在繁殖生长过程中产生的有毒有害代谢物,对农业、渔业、畜牧业和食品工业造成了巨大的经济损失,同时威胁人类健康。首先总结了蒙脱石应用于霉菌毒素脱除的蒙脱石改性研究,蒙脱石及其改性产品对霉菌毒素吸附机理和吸附效果研究,分析了蒙脱石及其改性产品在进行动物性受体实验中对霉菌毒素的脱除研究进展,然后指出了目前蒙脱石吸附霉菌毒素研究中存在的问题,最后对蒙脱石改性脱除霉菌毒素在今后的发展方向进行了展望。     

藻毒素与生物安全

"水华"(water blooms)是淡水中的一种自然生态现象。绝大多数的水华仅由藻类引起,如蓝藻(严格意义上应称为蓝细菌)、绿藻、硅藻等;也有部分的水华现象是由浮游动物——腰鞭毛虫引起的。"水华"发生时,水一般呈蓝色或绿色。     

鄱阳湖微囊藻毒素时空分布格局及其与理化和生物因子的关系

本文分别于2012年4月(春季)、8月(夏季)、10月(秋季)和2013年1月(冬季)在鄱阳湖进行了4次野外调查和样品采集,采用超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS)对鄱阳湖水柱中常见的3种微囊藻毒素(MC-RR、MC-YR和MCLR)的质量浓度进行定量分析,探寻了微囊藻毒素(microcystins,MCs)质量浓度的时空变化规律及其与湖泊环境理化因子和生物因子之间的关系.结果表明,MC-RR是鄱阳湖MCs的主要毒素种类.胞内微囊藻毒素(intracellular MCs,IMCs)与微囊藻生物量(r=0.47,P0.01)、颤藻生物量(r=0.68,P0.01)、蓝藻生物量(r=0.56,P0.01)、Chl-a(r=0.28,P0.01)之间均具有显著的正相关关系,但与鱼腥藻生物量之间没有明显的相关关系(P0.05),这说明微囊藻和颤藻是鄱阳湖微囊藻毒素的主要产毒藻类.IMCs与水温(r=0.51,P0.01)、透明度(r=0.69,P0.01)、Fe(r=0.43,P0.01)和Zn(r=0.43,P0.01)之间均呈现显著的正相关关系,与TN(r=-0.44,P0.01)、TP(r=-0.29,P0.01)、NO-2-N(r=-0.28,P0.05)、NH+4-N(r=-0.33,P0.05)、Ca(r=-0.34,P0.01)和Mg(r=-0.35,P0.05)均呈现显著的负相关关系,但与pH、PO3-4-P、NO-3-N、电导率、高锰酸盐指数、Cu离子之间的相关关系不显著(P0.05),这说明光照强度(透明度反映)、氮、磷、水温是控制鄱阳湖微囊藻毒素产生的重要因子,金属离子Ca、Mg、Fe、Zn在一定程度上能影响微囊藻毒素的产生.鄱阳湖IMCs和胞外微囊藻毒素(extracellular MCs,EMCs)呈现相似的季节变化趋势,即夏季最高,其次为秋季,冬季和春季较低.鄱阳湖IMCs的空间分布整体上呈现东部湖汊群、松门山周围以及蚌湖和蚌湖进入鄱阳湖的入湖口较高,其它区域较低的趋势,而EMCs的高值区位于松门山周围和蚌湖及其入湖口.     

饮用水处理过程中藻毒素去除的研究进展

蓝藻水华的产生最主要的原因之一,是水态过分营养,而蓝藻水华自身带有毒性,对人类的健康受到极大威胁,由此人们格外关注这一问题,与此同时,对饮用水的处理也越来越重要。     

理化因子对多变鱼腥藻溶血素活性的影响

采用对兔血红细胞的溶血实验,测定和分析了多变鱼腥藻(Anabaena variabilis OL S1)培养液在不同生长时期的溶血活性以及温度、pH和金属离子等理化因子对其溶血素活性的影响.结果表明,在对数生长中期多变鱼腥藻开始向胞外分泌活性较高的溶血性毒素,在稳定期溶血活性达到最高.4℃低温几乎完全抑制了溶血素活性;在溶血反应最初的30 min内,溶血活性随着温度的升高而迅速增强;但在反应持续60 min后,16～37℃温度下溶血素活性趋于一致;溶血素在偏酸性条件下活性较高,而pH为7.2～9.0时活性无明显差异;Mg2 、Ca2 能显著增加其溶血活性,Cu2 、Mn2 则显著抑制其活性,Ge2 、Fe3 、Zn2 对其影响不大.红细胞膜组分胆固醇、鞘磷脂和卵磷脂均能竞争性结合溶血素,显著抑制溶血反应,因此可能是溶血素在红细胞膜上的作用受体.     

高铁酸盐对藻类肝毒素的降解

研究高铁酸盐对悦目颤藻(Oscillatoria amoena)肝毒素(Microcystin-LR)的降解效能及其与pH的关系. 结果表明,处理有机质含量很高的藻类肝毒素粗提液,当高铁投加量增到40mg/L,pH控制在6～10,肝毒素几乎被完全降解.同时高铁的还原产物Fe³⁺、Fe(OH)₃发挥其助凝、絮凝的作用,对水体中有机质吸附沉降去除,TOC去除率达到50%左右,铁几乎无残留.高效液相色谱分析发现,作用机制可能是高铁氧化或异构化Adda基团的共轭双键,使Adda基团的结构发生变化,从而降低其毒性.     

微囊藻毒素-LR对鸡肝脏的氧化损伤影响

蓝藻虽然能产生有毒的生物毒素,但是也含有较高的蛋白质。为探索蓝藻饲料化利用的可能性,本文通过腹腔注射的方式研究了微囊藻毒素-LR(MC-LR)对崇仁麻鸡的半数致死剂量(LD_(50))及其对肝脏的氧化损伤。实验设计了4个剂量组(对照组、5、10和20μg·kg~(-1)MC-LR),并在1、3、12、24和48 h检测了谷胱甘肽(GSH)含量以及谷胱甘肽S-转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化。结果表明,MC-LR对崇仁麻鸡的LD_(50)值为34.67μg·kg~(-1)体重(bw),95%的置信限为33.51～35.83μg·kg~(-1)bw。在MC-LR的作用下,鸡肝出现了氧化应激现象。3个染毒组鸡肝中GSH含量呈现先下降而后上升恢复至正常水平的趋势,GST酶活力表现为先上升而后下降至正常值的趋势,这说明GSH和GST共同参与了鸡肝中MC-LR的解毒;鸡肝中GPX酶活性在前3小时先保持不变(除了1 h的高剂量组),随即显著上升,这说明GPX和GSH共同参与了鸡肝中过量活性氧自由基(ROS)的清除,GPX可以作为监测MC-LR引起鸡毒性作用的生物标志物。CAT酶活力表现为先显著下降(P<0.05)而后快速上升至正常值的趋势,SOD酶在整个实验期间几乎保持稳定,这可能与SOD酶活性较高所致。     

HPLC-高分辨飞行时间质谱测定水中多种微囊藻毒素

水样经HLB小柱富集、净化后，采用高效液相色谱-四极杆-高分辨飞行时间质谱同时测定水样中MC-LA、MC-LF、〖JP3〗MC-LR、MC-LW、MC-LY、MC-RR、MC-YR、MC-WR等8种微囊藻毒素。试验表明，8种微囊藻毒素在0500 μg/L～〖JP〗100 μg/L范围内线性良好，方法检出限为0001 μg/L～0005 μg/L，自来水空白样品3个质量浓度水平的加标回收率为725%～998%，5次测定结果的RSD为19%～112%。将该方法用于测定珠海本地水产养殖鱼塘和小型水库的水样，结果均未检出