微囊藻毒素-LR的臭氧降解研究

采用不同的臭氧投加量,考察了微囊藻毒素-LR(MC-LR)的降解效果,并通过对臭氧氧化过程中产生的8种主要降解产物的相对分子质量分析,推测其降解途径.结果表明,臭氧氧化降解MC-LR主要通过Adda途径和Mdha途径来完成对MC-LR的降解和脱毒作用.臭氧氧化的Adda途径是通过对MC-LR上Adda侧链的进攻,断开具有活性的Adda支链,而达到脱毒的目的;臭氧氧化的Mdha途径是通过对MCs肽环上面Mdha和Ala的断键,打开环状肽链,使藻毒素失去活性,在整个过程中Adda途径占主导地位.在O3∶MC为6时,MC-LR的去除率最高可达到92%.     

水中两种微囊藻毒素的臭氧氧化及其影响因素

以2 种典型的微囊藻毒素MC-RR 和MC-LR 为目标物,研究了臭氧氧化技术对其降解的动力学特性和差异.结果表明,臭氧氧化能有效降解MC-RR 与MC-LR,且符合准一级动力学反应.MC 的降解速率随臭氧投加量的增加而升高,随pH 值的增加而降低.在相同的臭氧浓度下,MC-RR 的降解速率比MC-LR 的大;随着臭氧量的增加,MC-RR 降解速率比MC-LR 的降解速率增长快.MC-RR 的降解速率受pH 值变化影响相对较小.pH 值从4.51 变化到10.08 时,MC-LR 的降解速率降低了75.5%,而MC-LR 的降解速率降低了82.5%.水中常见阴离子对MC-LR 与MC-RR 的反应速率常数的影响次序基本相同,为NO₃^-＞Cl-＞SO₄^2-＞CO₃^2-,其中SO₄^2-与Cl-对MC-RR 降解的抑制作用比较明显,而对MC-LR 的降解几乎无影响.MC-RR 与MC-LR 降解过程中存在的差异是由分子结构中存在不同活性的氨基酸引起.     

TiO2纳米管对水源水中MC-LR的光催化降解

采用“草酸+氟化铵”水相电解液体系通过阳极氧化法制备出了TiO₂纳米管材料,可有效光催化深度降解水源水中的微囊藻毒素（MC-LR）.结果表明,阳极氧化电压为20V、组分配比为1/12mol/L H₂C₂O₄·2H₂O+0.5wt% NH₄F、电解液pH值为4、阳极氧化时间1~2h的条件下制得的纳米管形貌最清晰,孔径为50nm左右,管长为250~600nm;催化剂经过500~600℃的温度煅烧后对MC-LR的光催化降解效率相对较高;pH值在3.5或8左右时,有利于MC-LR的光催化降解,且光化学反应符合准一级反应动力学模型;MC-LR的光催化降解机理主要包括产生的强氧化性·OH自由基对Adda支链共轭双键、Mdha氨基酸单双键以及Adda支链中甲氧基等部位的攻击氧化和肽键的水解.     

一株降解微囊藻毒素菌种的鉴定及其活性研究

从巢湖水体中分离出一株能够降解微囊藻毒素(MCs)的菌株M9,通过生理生化实验以及16S rDNA序列比对和序列分析,表明该菌株16S rDNA的全序列与吉氏库特菌kurthia gibsonii的相似性达99%.研究了pH值、外加碳源、氮源以及金属离子对菌株M9降解MCs活性的效应,发现菌株M9降解MCs的最适pH值为7.0.乙醇可显著提高MCs的降解活性,在48h内对微囊藻毒素RR(MC-RR)和微囊藻毒素LR(MC-LR)的降解率分别达到70.0%和81.4%.以硫酸铵为氮源时该菌株对MC-RR和MC-LR的降解率最高,分别为70.4%和80.9%.金属离子Cu2+、Zn2+和Mn2+对菌株M9降解MCs有明显的促进作用,48h时MC-RR和MC-LR的降解率分别达到了85%和93%以上;而Fe3+和Mg2+对降解过程的促进作用不如Cu2+、Zn2+和Mn2+.     

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.     

Fenton催化氧化降解藻毒素MCLR的效能研究

研究了Fenton试剂对饮用水中藻毒素MCLR的降解效能,考察了H2O2用量、Fe2+H2O2最佳摩尔比、pH值和反应时间对Fenton降解藻毒素的影响,得到Fenton降解藻毒素的最佳反应条件:H2O2浓度为0.24mol·L-1、Fe2+H2O2摩尔比1∶9、初始pH值为2～3.5、反应时间为45min.同时采用邻二氮菲Fe(Ⅱ)光度法检测Fenton反应中生成的羟基自由基,从而很好地阐明了Fenton催化氧化降解藻毒素的强氧化作用机制.高效液相色谱分析发现,作用机制可能是Fenton催化氧化藻毒素,生成某种相对稳定的中间产物,然后异构化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.     

微囊藻毒素在细长聚球藻中的积累及其毒性效应

用 100μg/L 的微囊藻毒素(MC-RR)处理细长聚球藻,研究了 MC-RR 在藻细胞中的积累及其对细长聚球藻的生长和抗氧化系统的影响.结果表明,MC-RR 能在细长聚球藻中迅速积累,而细长聚球藻具有较强的降解 MC-RR 的能力,MC-RR 对细长聚球藻的生长具有显著的抑制作用;MC-RR 处理后,活性氧(ROS)和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量明显升高,还原型谷胱甘肽(GSH)含量和谷胱甘肽 S-转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性则有一个先降后升的变化.以上结果说明,细长聚球藻细胞在 MC-RR 处理下,膜脂过氧化加剧,受到氧化胁迫;GSH、GST、GPX 在清除活性氧,抵抗 MC-RR 的毒性伤害中发挥着关键的作用.     

筛选菌种酶催化降解微囊藻毒素的特点

从云南滇池底泥中筛选出1株能够高效降解微囊藻毒素(Microcystins,MCs)的纯菌种.该菌无细胞提取液能进行降解MC-RR和MC-LR的酶促反应,并有最终产物的积累.在pH 6～8范围内酶对MC-RR和MC-LR的催化降解活性较高,Cu²⁺、Mn²⁺和Zn²⁺对降解MCs的酶促反应没有明显的促进作用.     

Si-FeOOH催化臭氧氧化降解活性艳红MX-5B的效能研究

通过共沉淀的方法在羟基氧化铁(FeOOH)合成过程中掺入硅(Si)来制备硅羟基氧化铁(Si-FeOOH)催化剂,比较其与FeOOH在物理强度等方面的差异,同时研究Si-FeOOH催化臭氧氧化降解活性艳红的效能、推断反应机理、考察各种因素对脱色率的影响.结果表明:相对于FeOOH,Si-FeOOH的物理强度有所提高,在水溶液中不易破碎;Si-FeOOH催化臭氧氧化降解活性艳红效果显著,比单独臭氧氧化的脱色率有较大提高;催化过程遵循自由基反应机理;脱色率随着臭氧浓度的增加而升高,在应用Si-FeOOH催化臭氧对染料脱色时存在最佳催化剂投量;Si-FeOOH在中性条件下其催化活性显著,催化剂性能稳定,可重复利用.     

不同波段紫外光对微囊藻毒素光降解的影响

为优化光降解法去除饮用水中的微囊藻毒素,分别用UVA(l=300～400nm)和UVC(l=253.7nm)2种紫外光源研究了紫外光波长对MC-RR降解效率的影响.结果表明,不同波段的紫外光具有不同的催化效率和降解中间产物.在UVA下照射12h后,MC-RR仍有30%～50%残余,同时产生2种几何异构体4(Z)-Adda-MC-RR和6(Z)-Adda-MC-RR,且二者在整个反应过程中保持恒定的比例.而在UVC下,MC-RR除生成2种异构体外,还生成中间产物[三环-Adda]MC-RR,在0.850mW/cm2光强下照射60min后,这些中间产物随MC-RR一起基本消失.两种情况下,MC-RR浓度随时间的变化均可用二级反应速率方程描述,表观反应速率常数(k)均随着光强度的增加而增大.尽管UVC强度仅为UVA的10%,但MC-RR在UVC下的反应速率常数却比UVA下高了近2个数量级.这表明,利用光降解技术去除饮水中的微囊藻毒素宜选用UVC光源.     

Microbial biodegradation of microcystin-RR by bacterium Sphingopyxis sp. USTB-05

A strain,USTB-05,isolated from Lake Dianchi,China,degraded the cyanobacterial toxin microcystin-RR(MC-RR) at the rate of 16.7 mg/L per day.Analysis of 16S rDNA sequence showed that the strain was Sphingopyxis sp.Enzymatic degradation pathways for MC-RR by Sphingopyxis sp.USTB-05 were identified.Adda-Arg peptide bond of MC-RR was cleaved and then a hydrogen and a hydroxyl were combined onto the NH 2 group of Adda and the carboxyl group of arginine to form a linear molecule as intermediate product within the ...     

Characterization of chlorine dioxide as disinfectant for the removal of low concentration microcystins

Microcystins, which represents one kind of cancerogenic organic compounds, is abundant in eutrophication water. The effects of reaction factors on chlorine dioxide (ClO₂) for removal of low-concentration Microcystin-LR, Microcystin-RR, and Microcystin-YR in water as well as the reaction mechanisms was investigated by using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kit and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results showed that MC-LR, MC-RR, and MC-YR could be efficiently decomposed by ClO₂. The degradation efficiency was shown positively correlated to the concentration of ClO₂ and reaction time; while the effect of reaction temperature and pH is slight. The kinetic constants and activation energies of the reaction of MC-LR, MC-RR, and MC-YR with ClO₂ are determined as 459.89, 583.15, 488.43 L·(mol·min)⁻¹ and 64.78, 53.01, 59.15 kJ·mol⁻¹, respectively. As indicated by high performance liquid chromatography mass spectrometer (HPLC-MS) analysis, degradation should be accomplished via destruction of Adda group by oxidation, with the formation of dihydroxy substituendums as end products. This study has provided a fundamental demonstration of ClO₂ serving as oxidizing disinfectant to eliminate microcystins from raw water source.     

微囊藻毒素-R R 高效降解菌的分离鉴定及降解特性

从蓝藻爆发期的上海市淀山湖表层水体中筛选分离降解微囊藻毒素-RR(MC-RR)的细菌,研究其降解特性。根据分离菌株的细胞形态结构、生理生化特征及其16S rDNA序列分析鉴定降解菌,高效液相色谱法测定该菌株降解MC-RR的能力。分离菌株DHU-38(GenBank序列登录号为HM047515)属荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)。微囊藻毒素降解实验结果表明,该菌株能在以MC-RR为唯一碳源、氮源的无机盐培养基中生长,6 d内可将初始质量浓度为20 mg/L的MC-RR降解为6.23 mg/L,降解效率达到69%。菌株DHU-38的最适生长温度是30℃,最适生长pH值为7.0。酵母粉、蛋白胨、葡萄糖等营养物质可以明显促进菌株对MC-RR的降解效率,尤其是加入100 mg/L酵母粉后,6 d降解率达到89.6%。     

臭氧氧化降解除草剂草甘膦的实验研究

以有机磷农药草甘膦作为目标污染物,进行了臭氧氧化试验.研究了不同臭氧投量、草甘膦初始浓度、初始pH对臭氧氧化去除草甘膦的影响,并对降解途径进行了探究.实验结果表明：臭氧投量越大,草甘膦初始浓度越低,臭氧氧化草甘膦的反应速率越快;不同pH条件下,碱性体系中草甘膦的去除速率最快,中性次之,酸性体系中草甘膦的去除速率最慢;臭...     

水中天然有机物的臭氧强化光催化降解研究

研究了饮用水源中大分子天然有机物（NOM）的臭氧强化光催化降解,考察了臭氧投加量、反应时间和HCO3^-浓度对NOM降解速率的影响;分析了臭氧强化光催化过程中NOM相对分子质量的变化,并比较不同相对分子质量大小NOM的降解速率.研究结果表明,臭氧强化光催化比单独臭氧氧化、光催化能更有效地降解NOM,同时增加臭氧投加量和反应时间才能有效提高臭氧强化光催化对TOC的去除率,而单独增加臭氧投加量可显著提高生物可降解性;HCO3^-显著降低光催化的降解效果,臭氧强化光催化能有效地减弱HCO3^-的不利影响;臭氧强化光催化过程中大分子NOM分解为小分子,SUVA值迅速下降,且相对分子质量越大矿化速度越快.     

气相中甲苯的臭氧-光催化降解

初步研究了气相中中低浓度(10～80mg/m³)甲苯的臭氧-光催化联合降解,考察甲苯初始浓度、气体流量和湿度对降解效率及去除负荷的影响,并与单一光催化降解进行了比较.结果表明,臭氧-光催化对甲苯的降解效率大大高于光催化的降解效率,在较高浓度时效果更为显著;甲苯浓度在10～40mg/m³范围时,臭氧-光催化降解效率高达90%以上,但随甲苯初始浓度升高而缓慢地线性下降;湿度对甲苯的臭氧-光催化降解稍有影响,但去除率变化不超过2.5%.     

臭氧氧化降解水中青霉素G特性和动力学特征

为考察水中PCN（青霉素G）在臭氧氧化过程中的降解规律与特征,采用臭氧直接氧化法处理模拟废水中的PCN,研究了初始pH、ρ（臭氧）、初始ρ（PCN）、自由基抑制剂TBA（叔丁醇）、反应温度等对水中PCN去除效果的影响,并分析了PCN在臭氧氧化降解过程中的降解特性和动力学特征.结果表明:①在溶液体积为1 L、初始ρ（PCN）为50 mg/L、初始pH为11、ρ（臭氧）为15 mg/L、反应温度为20℃时,反应5 min时PCN去除率为100%,反应2 h时TOC去除率为28.98%.②PCN的降解速率和TOC去除效果随pH的增大而升高,碱性环境有利于PCN的矿化.③臭氧氧化过程中,PCN的降解以臭氧直接氧化为主,其降解中间产物的矿化主要以臭氧间接氧化为主,TBA可抑制强氧化性羟基自由基的产生效率,因而对TOC的矿化有明显的抑制作用.④对PCN的降解过程进行一级、伪一级和二级动力学方程拟合,结果表明,伪一级动力学方程拟合相关性（R2=0.999 7）最高,k（反应速率常数）最大值为0.825 5 min-1.研究显示,臭氧直接氧化可有效降解水中PCN,但对中间产物的矿化去除效果较为有限,臭氧氧化降解PCN的过程遵循伪一级反应动力学方程.