CN1137860C - 高铁氧化去除水中微藻素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于去除饮用水中微藻素的方法，包括：在pH6-10的含藻水中加入高铁酸盐，搅拌10-60分钟；搅拌反应后沉降，去除毒素。本发明的方法中所使用的药剂集氧化、絮凝、助凝多功能作用于一身，氧化能力比臭氧还强，且其还原产物三价铁离子对微藻素也有一定的去除效能，去除率在90%以上，且在使用时不会对水产生任何二次污染，具有快速、高效的特点。

Description

高铁氧化去除水中微藻素的方法
技术领域
本发明涉及一种用于去除饮用水中微藻素的方法。
背景技术
随着环境污染的加剧及大量氮磷及有机污染物等营养物质排入受纳水体，世界各地的湖泊、池塘、河水中藻类尤其蓝绿藻水华日趋严重。在发生水华的藻中，有许多能产生毒素，如丝状鱼腥藻、囊丝藻、颤藻和微囊藻等。这些蓝绿藻所产生的毒素据毒性作用的不同可分为三类：多肽肝毒素、生物碱类神经毒素及脂多糖内毒素(Sivonen et al.，1990)。其中肝毒素根据其化学结构又分为：微囊藻肝毒素(Microcystin MC)和节球藻毒素(Nodularin)。MC为环状七肽，其结构中有两个可变的L氨基酸和一个不常见的氨基酸Adda，对MC异构体的命名即基于两个可变的氨基酸，目前已鉴定出MC-LR、MC-RR、MC-YR等40多种异构体(其中以MC-LR最常见)。该毒素大部分存在于藻细胞内，当细胞破裂或衰老时毒素释放入水中。MC能抑制肝细胞浆中蛋白磷酸酯酶2A或1的作用，人类饮用含MC的水，将在肝、肾、肺等器官积累，最终导致肝溢血、肝癌等疾病。最近MC对人类健康所造成的威胁引起世界各国公共卫生学家的广泛关注。目前，控制微藻素的方法，研究最多的就是用物理(Mouchet andBonnelye，1998)、化学(Nicholson et al.，1994)、生物(Cousins et al.，1996)等方式进行处理，国外的相关研究正在进行中，国内尚无此类报道。参考文献Sivonen K，Niemela SI，Lepisto L，et al.(1 990)Toxic cyanobacterial(blue-green algae)in finish fresh and coastal waters.Hydrobiologia，190：267-275.Mouchet P and Bonnelye V.(1998)Solving algae problem：French expertiseand worldwide apphcation.J.Water SRT-Aqua，47：125-141.Nicholson B C，Rositano J，Burch M D.(1994)Peptide hepatotoxins bychlorine and chloramine.Water Research，28：1297-1303.Cousins I T， Bealing D J，et al.(1996)Biodegradation of microcystin-LR byindigenous mixed bacterial populations.Water Research，30：981-985.曲久辉，林谡，田宝珍，王立立.(1999)高铁酸盐氧化絮凝去除水中腐殖质的研究.环境科学学报，19：510-514.
发明内容
本发明的目的是提供一种以高铁氧化去除水中微藻素的方法。
本发明提出了一种以高铁氧化去除水中微藻素的方法。高铁酸盐是铁的六价化合物，在水中具有极强的氧化性和优良的多功能水质净化效能，对水中有毒有害物质优良的氧化降解功效。它要比高锰酸盐、氯等化学氧化剂对水中的某些还原性有机或无机污染物具有更为有效的氧化降解功效，尤其对难降解污染物表现出了更为优良的去除能力，而且不产生任何对水构成污染的副产物。同时，它在氧化过程中新生成的Fe(OH)3等对各种阴阳离子也有明显的吸附去除作用。2)良好的杀菌消毒作用。研究表明，高铁酸盐与原子态氯有同样的杀菌效果，而且使用时不会对水产生任何二次污染。3)高效混凝与助凝作用。高铁离子及其在氧化还原反应过程中生成的三价铁离子都是优良的无机絮凝剂，而它的氧化和吸附作用又将产生重要的助凝效果。采用传统的氯氧化去除微藻素，不但去除效能差，而且由于三致物的生成，给水体带来二次污染。因此，采用高铁酸盐氧化去除微藻素是一种具有重要实用价值和安全高效的饮用水微污染净化方法。
本发明提供了一种用于去除饮用水中微藻素的方法，包括：在pH6-10的含藻水中加入高铁酸盐，搅拌10-60分钟；搅拌反应后沉降，去除毒素。
在本发明的方法中，含藻水中加入的高铁酸盐的浓度以FeO4 2-浓度计最好为10-50mg/L。
在本发明的方法中，加入高铁酸盐后搅拌时间最好为10-60分钟。
在本发明的方法中，所述的搅拌最好分两个步骤进行的，首先在250-500rpm下快速搅拌1-3分钟，然后在50-100rpm的中速搅拌条件下反应10-57分钟。
本发明的方法可以以下述过程进行：
本发明是一种高铁氧化用于去除饮用水中微藻素的方法。在pH6-10的含藻水中加入高铁酸盐多功能药剂，浓度为10-50mg/L(以FeO4 2-浓度计)，快速搅拌1分钟，在氧化过程中产生少量矾花Fe(OH)3胶体，然后在100rpm的中速搅拌条件下反应至少10分钟，最好30分钟，随着反应时间的增加，矾花大量产生。氧化絮凝反应后沉降30分钟，吸取上清液。将处理后水样通过Whatman GF/C过滤器0.45μm膜过滤，并且用0.1M的HCL或NaOH调节pH到6-7。使用Supelco C1.8的固相萃取(SPE)柱从水样中提取毒素。柱子先用10ml甲醇冲洗，再用15ml蒸馏水冲洗，然后用真空泵运送水样，水样以5ml/min流过固相提取柱，最后用10ml蒸馏水，10ml 10％甲醇和5ml 20％甲醇不断冲洗提取柱，抽掉空气干燥2min。用1ml甲醇常压洗脱柱上毒素。洗脱物真空干燥，残留物用1 ml蒸馏水溶解，在进样前用0.2μm的膜过滤。将20μl提取物注入分析柱，用反相C18高效液相色谱柱，光二极管序列检测器在238nm波长处进行毒素分析。流动相为32％乙腈-0.01M pH6.8的醋酸胺缓冲液，以1ml/min流速流动。通过与标准对比，由峰面积换算出微藻素浓度。
含藻水是指含有蓝绿藻的水源水，主要含有颤藻、丝状鱼腥藻、囊丝藻和微囊藻等。高铁酸盐多功能药剂是指高铁酸的盐，例如高铁酸钾(K2FeO4)固体或液体高铁酸钠(Na2FeO4)溶液。
附图说明
图1为高铁降解微藻素的液相色谱图。
以下通过实例对本发明作以详细说明。
实施例
将150mg冷冻干燥后的藻类细胞溶于蒸馏水中，配成150mg/100ml的细胞悬浮液，用超声波震荡此悬浮液20min，然后在10,000rpm离心20min，取其上清液，剩余的细胞物质再溶于50ml，重复操作两次，合并三次提取上清液，再加入800ml蒸馏水中，混匀后，分成两份，作平行样。然后加入30mg固体高铁酸钾，在100rpm的转速搅拌下作用30min，至高铁酸钾全部褪色。将处理后水样通过Whatman GF/C过滤器过滤，并且用0.1M的HCl或NaOH调节pH到6-7。使用Supelco C18的固相萃取(SPE)柱从水样中提取毒素。在进样前将分析物经0.2μm膜过滤。将20μl提取物注入分析柱，用反相C18高效液相色谱柱，光二极管序列检测器在238nm波长处进行毒素分析。通过与标准对比，由峰面积换算出微藻素浓度，微藻素去除率达到98％。

Claims (4)

1.一种用于去除饮用水中微藻素的方法，包括：
在pH6-10的含藻水中加入高铁酸盐，含藻水中加入的高铁酸盐的浓度以FeO4 2-浓度计为10-50mg/L，搅拌10-60分钟；
搅拌反应后沉降，去除毒素。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，所述的高铁酸盐是高铁酸钾和/或高铁酸钠。
3.按照权利要求1所述的方法，其中，所述的含藻水是含有蓝绿藻的水源水。
4.按照权利要求1所述的方法，其中，所述的搅拌是分两个步骤进行的，首先在250-500rpm下快速搅拌1-3分钟，然后在50-100rpm的中速搅拌条件下反应10-57分钟。
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