微囊藻毒素水处理方法研究初探

2018-07-09娄厚顺

资源节约与环保 2018年6期

娄厚顺

（中材科技股份有限公司江苏南京 210000）

引言

微囊藻毒素(Microcystins)是一类七肽单环物质，目前已知有80多种微囊藻毒素相似结构，其中Microcystins-LR被证实是一种强烈的肝脏肿瘤促进剂。微囊藻毒素产生于蓝藻水华，它对水体环境和人群健康的危害已成为全球关注的重大环境问题之一[1-3]。目前对微囊藻毒素的研究以及实验室去除方法较多[4]。微囊藻毒素在许多国家和地区饮用水中已经检测出藻毒素。

1 微囊藻毒素的性质

微囊藻毒素性质稳定，在常规水体中降解速度较慢，存在时间最短数天，最长可至数周。在水体煮沸条件下不失活，不挥发，pH变化无影响，溶于水、甲醇或丙酮且水溶性大于1g/L。微囊藻毒素能耐300℃高温，常规水处理工艺的混凝沉淀、物理过滤以及曝气等都不能破坏其结构，真核生物和细菌肽酶也不能将其分解。因此其可在水生生物中富集，微囊藻毒素的去除难度大也正是由于其化学性质具有高稳定性的特点。

2 微囊藻毒素的毒害作用

2.1 微囊藻毒素对多种生物具有毒性作用

目前已经证实多种水生生物受到微囊藻毒素的毒性作用，比如鱼类、虾、螃蟹，螺类等。如果陆地上的生物直接接触或饮用含有微囊藻毒素的水，也会出现中毒现象，严重的甚至在数小时以至数天内死亡。研究证明，中毒死亡主要是由于肝损伤，微囊藻毒素可以造成肝内出血甚至肝坏死。

2.2 微囊藻毒素对人体会产生毒性作用

微囊藻毒素对人体的危害主要表现在两个方面：一个方面是直接接触，另一个方面是饮用含有藻毒素的水源。当人体暴露在含有藻毒素的水体中，会引起皮肤不适、眼睛过敏、疲劳以及肠胃疾病，如果长期如此，甚至会引发皮肤癌。当人们饮用含有藻毒素的水源，最直接的危害就是引起人体肝脏酶学指标的波动和变化，即使藻毒素平均含量低于0.3g/L，也会引起肝脏酶学指标变化，从而对肝脏造成损伤，甚至导致肝癌的发生[5]。

3 饮用水中藻毒素含量标准

目前全世界只针对微囊藻毒素-LR制定了限量标准。加拿大健康组织的MC-LR限值最低为0.5 μg/L，世界卫生组织和我国环保总局的标准（GB3838-2002）规定的MC-LR限值均为1μg/L。

4 藻毒素水处理去除方法

4.1 化学氧化剂法

化学氧化剂可以直接作用于藻类，一般采用Cl2，O3，KMnO4和ClO2等氧化剂，如表1。化学氧化剂的去除藻类效果程度可排列如下:O3＞KMnO4＞ClO2＞Cl2。

表1 化学预氧化除藻效果

但是当藻类大量繁殖阶段,采用化学预氧化手段除藻要谨慎。因为用氯或臭氧进行预氧化时，若投加量不恰当，以较低的水体需求量来投加氧化剂时，藻细胞如果破碎，藻细胞中的藻毒素会释放到水体中，从而增加了水的致突变性。

4.2 生物降解法

生物降解也是藻毒素去除的主要途径之一。当藻毒素处于厌氧环境中，再加入特定菌群就会加快藻毒素的分解速率。因为微囊藻毒素结构中的不饱和双键容易被特定的细菌所分解。吕锡武[6]将含有MC-LR、MC-RR和MC-YR的原水倒入序批式生物膜反应器中，经过12个小时的反应时间，最终MC-LR、MCRR和MC-YR的去除率分别为86.2%、79.9%和87.1%，再经过24小时的反应时间，去除率超过90%，72小时过后检测不到MC。另外，在自来水厂使用生物接触氧化法可去除太湖原水中藻毒素含量的85%，从而提高出厂水的饮用安全性。

4.3 活性炭吸附法

目前研究活性炭吸附去除微囊藻毒素的案例非常多，因为活性炭投加方便且去除效果好。常用的活性炭滤料有两种：分别为颗粒活性炭和粉末活性炭。在100ml含有藻毒素的溶液中加入0.5g的粉末活性炭，藻毒素的去除率超过95%。初始毒素浓度为28～65μg/L的水样经颗粒活性炭吸附后，微囊藻毒素的含量低于检测限。根据经验，增加活性炭的投加量可提高去除率，但高密度的活性炭会使水体的浊度增大，影响水质。