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1、富營(yíng)養(yǎng)化水體中藻毒素的危害及檢測(cè)方法,1.1水體富營(yíng)養(yǎng)化 1.2藻毒素簡(jiǎn)介 1.3藻毒素的分類及危害 1.4藻毒素的含量標(biāo)準(zhǔn) 1.5藻毒素的檢測(cè)方法 1.6藻毒素的去除 1.7研究展望,,,目錄,水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)，浮游藻類大量繁殖，形成水華（淡水水體中藻類大量繁殖的一種自然生態(tài)現(xiàn)象）。因占優(yōu)勢(shì)的浮游藻類的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等。這種現(xiàn)象在海洋中則叫做赤潮或紅潮。,是指在人類活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。,1.1 水體富營(yíng)養(yǎng)化（

2、eutrophication ）,太湖,昆明滇池,,蘇州環(huán)城河,武漢中山公園,長(zhǎng)江武漢段,水體富營(yíng)養(yǎng)化化使得藻類瘋長(zhǎng)，其中有毒藻類產(chǎn)生大量、種類繁多的藻毒素。,1.2 藻毒素簡(jiǎn)介,藻毒素的分子量在1000 左右,易溶于水,在水中是中性和帶負(fù)電荷的分子團(tuán),在常規(guī)條件下幾乎不與酸堿反應(yīng)。在水中藻毒素的自然降解過(guò)程十分緩慢,同時(shí)它也有很高的耐熱性,一般水處理工藝的混凝、沉淀、煮沸不能破壞它的毒性。,,1.3 藻毒素的分類及危害,藻毒素,肝毒素,神經(jīng)毒性藻毒素,細(xì)胞毒性藻毒素,皮膚毒性藻毒素,刺激毒性藻毒素,,,毒性作用,1.3.1.1,1.3.1.2,1.3.1 按毒性作用分類,1.3.1.1 肝毒

3、性藻毒素 以單環(huán)七肽微囊藻毒素( microcystin,MC ) 和五肽節(jié)球藻毒素( nodularin) 為代表。MC 是毒性最大、分布最廣、研究最多的藻毒素，一般記為環(huán)-D-丙氨酸1-L-X 2-赤-B-甲基-D-異天冬氨酸(MeAsp)3-L-Z4-Adda5-D-異谷氨酸6-N-甲基脫氫丙氨酸( Mdha) 7。MC產(chǎn)生并存在于藍(lán)藻活細(xì)胞內(nèi)，當(dāng)藍(lán)藻細(xì)胞衰老、死亡或溶解后MC從中大量釋放到水體中。,1.3.1.2 神經(jīng)毒性藻毒素 主要有類毒素-( anotox in-a) 、類毒素- ( s) saxitox in- ( s) 和麻痹貝類毒素( paralyt icshellfi

4、sh toxins, PSTs) 3 類。它們均為生物堿類物質(zhì),作用迅速, 可影響乙酰膽堿的正常釋放, 導(dǎo)致神經(jīng)肌肉過(guò)度興奮而痙攣, 最后致使動(dòng)物呼吸受限窒息死亡。神經(jīng)毒素不穩(wěn)定, 半衰期短, 自然條件下即可迅速降解為無(wú)毒。,藻毒素,,富營(yíng)養(yǎng)化形成形式,,赤潮藻毒素,1.3.2.1,水華藻毒素,1.3.2 按富營(yíng)養(yǎng)化形成形式分類,1.3.2.2,1.3.2.2 赤潮藻毒素 海洋中大約有300種能夠形成赤潮，而其中有毒的有70種左右。常見的赤潮藻毒素有： （）麻痹性貝毒（plalalytic shellfish poison，PSP）； （）短裸甲藻毒素（blevitoxin，BTX）；

5、 （）溶血性毒素（hemolytic toxin）； （）氨等。,（） 麻痹性貝毒（ palalytic shellfish poison，PSP） 是到目前為止分布最廣、 危害最大的一類。PSP主要有亞歷山大藻、裸甲藻和膝溝藻等產(chǎn)生。PSP的毒素作用機(jī)制與河豚毒素相似，都是通過(guò)選擇性阻斷電壓門控Na+通道，是神經(jīng)及肌肉細(xì)胞Na+內(nèi)流導(dǎo)致動(dòng)作電位無(wú)法形成。海洋生物中，由于貝類對(duì)麻痹性貝毒具有極強(qiáng)的抵抗性，因此這種毒性就在貝類體內(nèi)儲(chǔ)存累計(jì)，人類或動(dòng)物食用這些有毒貝類會(huì)產(chǎn)生一系列神經(jīng)麻痹癥狀，嚴(yán)重的可能致命。,（） 短裸甲藻毒素（blevitoxin，BTX) 是一種混合的醚環(huán)類化合

6、物，主要由短裸甲藻分泌而來(lái)。短裸甲藻主要危害神經(jīng)系統(tǒng)，故而稱之為神經(jīng)性貝毒（NSP），它也是主要通過(guò)貝類積累毒素，人們食用染毒的貝類后中毒。,（） 溶血性毒素（hemolytic toxin） 被認(rèn)為是類似于Digitonin（洋地黃皂甙）的物質(zhì)，使動(dòng)物紅血球細(xì)胞溶解破裂引起動(dòng)物死亡。典型藻類：小定鞭藻。,（） 氨 主要由夜光藻代謝產(chǎn)生。夜光藻是浮游生物，是甲藻中較為特殊的1個(gè)種類，具異養(yǎng)特性。其危害的對(duì)象主要為魚類，具有魚毒素的性質(zhì)，對(duì)水生生物有劇毒，它可麻痹和嚴(yán)重?fù)p傷鰓組織的呼吸上皮，對(duì)皮膜組織產(chǎn)生刺激和炎癥，是病源微生物易于侵入。氨在堿性條件下，能形成毒性較強(qiáng)的非離子氨（NH3），

7、因此在偏堿性的環(huán)境中，氨對(duì)有鰓的水生動(dòng)物的危害更大。,1.3.2.2 水華藻毒素 淡水水體中的藻毒素種類很多，尤其是藍(lán)藻毒素。主要包括： （）肝毒素（hepatotoxins）（作用于肝臟）； （ ）神經(jīng)毒素（neurotoxins）（作用于神經(jīng)系統(tǒng)）； （）脂多糖（polysacchrides）內(nèi)毒素（位于細(xì)胞壁外層）； （）其他毒素。,（） 肝毒素 包括：微囊藻毒素（microcystin MC）、 節(jié)球藻毒素（nodularin） 其中微囊藻毒素是最重要的肝毒素，它是一種環(huán)狀七肽。一般結(jié)構(gòu)為：（D-Ala-X-D-MeAsp/D-Asp-Y-Add

8、a-D-Glu-Mdha/Dha）相對(duì)分子質(zhì)量約為1000，MeAsp為D-赤--甲基天冬氨酸，Adda為（2s，3s，8s，9s）-3氨基-9甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯基-4,6-二烯酸，Mdha為N-甲基脫氫丙氨酸，Dha為脫氫丙氨酸，X，Y的不同以及Asp和Dha的甲基化和去甲基化，可以形成多種微囊藻毒素，毒性較大的是LR、RR、和YR，其中L、R、Y分別代表Leu、Arg和Tyr，而Adda和Glu對(duì)微囊藻毒素的毒性是必需的。微囊藻毒素主要存在于微囊藻、魚腥藻、顫藻和念珠藻中。,微囊藻毒素,微囊藻毒素的中毒癥狀大致可分為急性和慢性兩類， 此種肝毒素具有極高的細(xì)胞選擇性和專一生

9、物活性，其對(duì)生物體的主要作用靶器官是肝臟，其在生物機(jī)體內(nèi)所引發(fā)的許多細(xì)胞學(xué)變化僅發(fā)生于肝臟。微囊藻毒素中毒也可表現(xiàn)為致突變或慢性致癌作用，它可以影響癌基因和抑癌基因的表達(dá)。,節(jié)球藻毒素,節(jié)球藻毒素是1組環(huán)狀五肽，一般結(jié)構(gòu)為環(huán)（D-MeAsp/D-Asp-L-Arg-Adda-D-Clu-Mdhb）其中Mdhb為N-甲基脫氫--氨基丁酸，相對(duì)分子質(zhì)量為824。主要存在于泡沫節(jié)球藻中。節(jié)球藻毒素的致毒機(jī)理與微囊藻毒素類似。,（）神經(jīng)毒素,化學(xué)成分為生物堿，所以作用時(shí)間非?？臁ｔ~腥藻、微囊藻、束絲藻、顫藻和束毛藻等能產(chǎn)生此類毒素。已知的神經(jīng)毒素包括以下幾種： 魚腥藻毒素-（anatoxin-）和

10、其同系物（homoanatoxin）； 魚腥藻毒素-（s）（anatoxin-（s））； 石房蛤毒素（saxitoxin）； 新石房蛤毒素（neosaxitoxin）。,魚腥藻毒素-（anatoxin-）和其同系物（homoanatoxin）；,魚腥藻毒素-是1種低分子質(zhì)量的生物堿，相對(duì)分子質(zhì)量為165。主要由魚腥藻產(chǎn)生目前還發(fā)現(xiàn)顫藻、束絲藻、柱孢藻和微囊藻可以產(chǎn)生此種毒素。魚腥藻毒素-是神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的類似物，它可與乙酰膽堿受體結(jié)合，但乙酰膽堿酯酶或真核生物中的任何酶均不能降解它，它與乙酰膽堿受體結(jié)合后可使肌肉因過(guò)度興奮而痙攣。如果動(dòng)物的呼吸系統(tǒng)受到影響，動(dòng)物會(huì)因窒息而死亡。同

11、系物（homoanatoxin）用丙酰基替代了魚腥藻毒素-中C-2上的乙?；?在顫藻(Oscillatoria formosa）和（O.rubscens）中都曾分離得到這種毒素，此毒素也為烈性的后突觸神經(jīng)肌肉阻斷因子類毒素，毒性比魚腥藻毒素-稍低。,魚腥藻毒素-（s）,魚腥藻毒素-（s）是N-羥基鳥嘌呤的單磷酸酯。到目前為止僅從北美洲發(fā)現(xiàn)，由水華魚腥藻（Aph.flosaquae）和（A.Lemmermannii）產(chǎn)生。魚腥藻毒素-（s）是一種乙酰膽堿酶的烈性抑制劑可以阻止乙酰膽堿酯酶對(duì)乙酰膽堿的降解致使肌肉因過(guò)度興奮而痙攣。 其化學(xué)結(jié)構(gòu)與魚腥藻毒素-完全不同，但二者中毒癥狀很相似，魚腥藻毒素

12、-（s）比魚腥藻毒素- 的致死作用強(qiáng)約10倍。,石房蛤毒素和新石房蛤毒素屬麻痹性貝毒,石房蛤毒素和新石房蛤毒素屬麻痹性貝毒。 麻痹性貝毒的化學(xué)結(jié)構(gòu)和毒性在赤潮藻類毒素中已述。 在淡水中PSP主要存在于水華束絲藻（Aphanizomenon flosaquae）、卷曲魚腥藻（Anabaena circinalis）、鞘絲藻（Lyngbya wollei）等中。它們可以作用于細(xì)胞膜上的鈉通道使之關(guān)閉，抑制動(dòng)作電位的產(chǎn)生，使乙酰膽堿不能釋放，從而導(dǎo)致神經(jīng)麻痹。,（）脂多糖內(nèi)毒素,是藍(lán)藻細(xì)胞的組成部分，由脂A、核心寡糖和O特異多糖組成。藍(lán)藻脂多糖內(nèi)毒素的脂A與格蘭氏陰性細(xì)菌的脂多糖不完全相同，種類更多

13、，而且往往含有少量的磷酸。內(nèi)毒素可激活單核/巨噬細(xì)胞、肝Kupffer細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等，并誘生一些炎性細(xì)胞因子及氧自由基等化學(xué)介質(zhì)的釋放，誘發(fā)全身炎癥反應(yīng)綜合癥（包括感染性休克）和肝臟等組織器官的嚴(yán)重?fù)p傷。目前已從裂須藻、顫藻、魚腥藻和微囊藻中分離到。,1.4 藻毒素的含量標(biāo)準(zhǔn),目前，各國(guó)一般還沒(méi)有制定強(qiáng)制性的飲用水中藻毒素含量標(biāo)準(zhǔn)，已有的標(biāo)準(zhǔn)一般也只針對(duì)微囊藻毒素- LR 含量。, 世界衛(wèi)生組織(WHO) 建議飲用水中藻毒素標(biāo)準(zhǔn)為1.0g/ L ；, 加拿大健康組織認(rèn)為飲用水中可接受的藻毒素標(biāo)準(zhǔn)為0.5g/ L 。, 我國(guó)尚未制定飲用水中微囊藻毒素總含量標(biāo)準(zhǔn)，在2001 年6 月衛(wèi)生部頒

14、布的生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范中已將微囊藻毒素- LR 的標(biāo)準(zhǔn)值列入，為0. 001mg/ L 。, 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局頒布的中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002) 中也在集中式生活飲用水地表水源地特定項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值列出微囊藻毒素- LR 的標(biāo)準(zhǔn)值，同樣為0. 001mg/ L 。,藻毒素的檢測(cè),通常為小鼠腹腔注射或口腔灌飼，根據(jù)其急性毒性篩選，粗略判斷藻毒素含量，并結(jié)合毒素作用特點(diǎn)區(qū)分神經(jīng)毒性或肝毒性。,該法操作簡(jiǎn)單，但專一性和靈敏性相對(duì)較差，樣品需要量大，無(wú)法精確定量和堅(jiān)定藻毒素結(jié)構(gòu)。,PPIA法方便快捷，需要樣品少，具有較好的重復(fù)性、可靠性，檢測(cè)限極低，便于進(jìn)行大批量樣品檢測(cè)，但只能用于藻

15、毒素總量測(cè)定，無(wú)法鑒定毒素成分和區(qū)分毒素同系物。,小鼠測(cè)試法,,蛋白磷酸酶抑制試驗(yàn)法（PPIA）,,MC對(duì)蛋白磷酸酶PP1和PP2A具有強(qiáng)烈的活性抑制作用，強(qiáng)度與毒素計(jì)量有關(guān)，呈典型的S型曲線。采用同位素標(biāo)記PPA法和微量比色PPA法檢測(cè)樣品存在時(shí)PP的相對(duì)活力，可計(jì)算其中毒素的含量，無(wú)需任何前處理和濃縮處理，檢測(cè)限即可分別達(dá)到0.25和0.1mgL-1。,蛋白磷酸酶競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合試驗(yàn)法（PPCBA),PCR法,,,藻毒素對(duì)PP1 和PP2A 上Ser 和T hr 具有高親和力,采用125標(biāo)記MC-YR, 將之與未標(biāo)記的被測(cè)毒素一起與PP2A 反應(yīng), 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合PP2A 達(dá)平衡后通過(guò)凝膠過(guò)濾分離P

16、P2A 結(jié)合相毒素和未結(jié)合相毒素, 檢測(cè)MC-YR 與PP2A 結(jié)合體的放射性, 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線獲得被測(cè)毒素含量。,本法干擾因素少，檢測(cè)限低至2.5pg，但也只能檢測(cè)毒素總量。,采用MC 毒素合成酶基因 Mcy 基因, 進(jìn)行產(chǎn)藻毒素藻株和非產(chǎn)毒株的鑒定、篩選, 凡有產(chǎn)毒能力的藻細(xì)胞均可被檢出。,該法檢測(cè)下限低, 靈敏度高, 方便快捷, 可檢測(cè)干藻粉、實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)物、無(wú)前處理的自然水樣等, 但不能定量和無(wú)法檢測(cè)溶解的MC。,本法可從神經(jīng)毒性較強(qiáng)的含藻毒素目標(biāo)物中檢出微量MC 的存在, 但試驗(yàn)工作量較大。,組織培養(yǎng)細(xì)胞毒性分析法,,在肝細(xì)胞懸浮培養(yǎng)液中加入MC, 據(jù)其導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的程度區(qū)分產(chǎn)毒株、檢測(cè)

17、MC 含量、評(píng)價(jià)MC 毒性, 通過(guò)把握凋亡中肝細(xì)胞裂解程度可進(jìn)一步提高試驗(yàn)靈敏度。,化學(xué)法可實(shí)現(xiàn)生物法通常無(wú)法實(shí)現(xiàn)的對(duì)藻毒素的精確定量和構(gòu)型分析以及同分異構(gòu)體鑒別。,是最簡(jiǎn)單的定性測(cè)定方法之一，一般用Kieselgel60 F254（0.2mm）薄層板，展開容積系列有CHCL3：MeOH:H2O(26：15：3或者13:7:2），Rf值為0.33。EtOAC：2PrOH：H2O(8：4：3或4:3:7）。利用正相或反相硅膠制作的薄層板可提高分離效果。,薄層色譜(TLC),,高效液相色譜(HPLC),,是最常用的的檢測(cè)方法，通常先以反向或正向色譜柱分離純化藻毒素，再采用238mm紫外光或熒光檢測(cè)

18、，以標(biāo)準(zhǔn)毒素為基準(zhǔn)，既可以精確定量檢測(cè)藻毒素，也可用于藻毒素異構(gòu)體鑒定。HPLC檢測(cè)靈敏度高，重現(xiàn)性好，但需要標(biāo)準(zhǔn)毒素，試驗(yàn),HPLC檢測(cè)靈敏度高，重現(xiàn)性好，但需要標(biāo)準(zhǔn)毒素，實(shí)驗(yàn)成本高，實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，且對(duì)檢測(cè)儀器精密度依賴程度高。,質(zhì)譜分析（MS）,,實(shí)驗(yàn)成本較高, 但靈敏度高。液、質(zhì)聯(lián)用 ( LC/ MS) 快速而精確, 即使沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)毒素, 在已知毒素相對(duì)分子質(zhì)量情況下也可定性和定量檢測(cè)。微孔反相液質(zhì)聯(lián)用法檢測(cè)毒素達(dá)到pg 級(jí), 可用于分析有機(jī)大分子結(jié)構(gòu)及其相對(duì)分子質(zhì)量。原子轟擊質(zhì)譜分析法(FABMS) 和液相次級(jí)離子質(zhì)譜( LSIMS) 可快速有效 地確定毒素相對(duì)分子質(zhì)量。,毛細(xì)管電泳法（C

19、E）,,利用其柱上富集功能, 所需樣品量少, 采用激光誘導(dǎo)的熒光檢測(cè)器提高檢測(cè)靈敏度可避免放射性物質(zhì), 靈敏度高, 無(wú)需添加劑來(lái)提高分辨率,分析自動(dòng)化、速度快, 可快速達(dá)到分離和檢測(cè)目的。,免疫分析法,免疫分析法的原理：基于抗體與毒素之間的特異性反應(yīng)。,,,,,,利用放射免疫法檢測(cè)MCYST，線性范圍為20500ng/ml，最低檢測(cè)限為1.2ng,用MCYST毒素或藻類提取物直接包被在酶標(biāo)板上，用酶標(biāo)羊抗兔來(lái)檢測(cè)免疫反應(yīng)后結(jié)合在板上的MCYSH抗體。,將抗體包被在板孔上，毒素和酶標(biāo)毒素混合與抗體發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)免疫反應(yīng)，檢測(cè)MCYST線性范圍0.510ng/ml，最低檢出限為0.2ng/ml。,需從不

20、同的小鼠中（pAb2/m，pAb3/r）制備抗體，檢測(cè)MCYST-LR時(shí)，-RR，-YR等的交叉反應(yīng)濃度在0.192.06ng/ml之間。,常用于檢測(cè)大分子化合物，檢測(cè)MCYSTs時(shí)，濃度線性范圍為2100pg/ml。,方法靈敏、特異，但是由于放射性危害，只能在實(shí)驗(yàn)室使用而不適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),需要樣品少, 前處理簡(jiǎn)單, 專一性強(qiáng), 靈敏度高, 可直接用于天然水體等現(xiàn)場(chǎng)分析、大批量樣品的處理和篩檢以及各種不同藻毒素同系物的檢測(cè), 但其對(duì)多種同系物的識(shí)別需要廣譜抗體。,1.6 藻毒素的去除,1.6.1 以物理方法為主的降解途徑 1.6.1.1 過(guò)濾和沉淀 1.6.1.2 活性炭吸附 1.6.1.

21、3 膜濾 1.6.2 以化學(xué)方法為主的降解途徑 1.6.2.1 氯化 1.6.2.2 臭氧消化 1.6.2.3 光催化 1.6.2.4 化學(xué)試劑氧化 1.6.3 以生物方法為主的降解途徑 1.6.3.1 生物降解 1.6.3.2 人工濕地,1.6.1.1 過(guò)濾和沉淀,常規(guī)水處理工藝中的濾料對(duì)溶解的藻毒素去除效果不佳,但對(duì)包容于藻細(xì)胞中還未釋放的毒素則有一定去除效果。Morris R J等使用表面有細(xì)小紋理的高粘度的黏土礦石如高嶺石和蒙脫石等來(lái)過(guò)濾藻毒素,粒徑<2m的礦石去除率能超過(guò)81%,而粒徑<0.1m的礦石去除率只有27%左右使用表面較為粗糙的粉末狀物質(zhì)做濾料應(yīng)該對(duì)藻毒素的去除

22、都有一定的效果,同時(shí)去除率也與濾料的粒徑大小有關(guān)。,1.6.1.2 活性炭吸附,水處理工藝中最常用的活性炭濾料為顆粒狀活性炭(Granular activated carbon ,GAC)和粉末狀活性炭(Powdered activated carbon ,PAC)。活性炭和傳統(tǒng)水處理工藝結(jié)合使用對(duì)藻毒素的去除率超過(guò)80%,但藻毒素含量到0.10.5g/L時(shí),活性炭很難繼續(xù)去除,而且大量活性炭的使用會(huì)造成水處理成本的提高。將用過(guò)的GAC高溫高壓滅菌,處理效果將有降低,原因可能是破壞了其中有生物活性的膜。,1.6.1.3 膜濾,對(duì)藻毒素處理有良好效果的是超濾、反滲透和鈉濾。超濾對(duì)藻毒素的去除效果

23、可達(dá)98% ,反滲透能達(dá)到99.6% ,鈉濾膜可完全截留水中的藻毒素。但技術(shù)的成本將非常高,所以目前只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行小范圍的應(yīng)用。,1.6.2.1 氯化,一般認(rèn)為屬于傳統(tǒng)水處理工藝的氯化對(duì)藻毒素的去除基本沒(méi)有作用,但Nicholson等發(fā)現(xiàn)在pH <8的水樣中通氯30min ,殘余氯濃度不小0.5mg/L時(shí),藻毒素濃度有明顯降低,足夠量的次氯酸鈉在酸性及中性條件下也有明顯的降解作用,而使用氯胺類化合物則沒(méi)有這種效果加拿大某水處理廠的實(shí)驗(yàn)也表明對(duì)微囊藻毒素-LR進(jìn)行氯化作用,能達(dá)到82%的處理效果。,1.6.2.2 臭氧消化,臭氧氧化技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)最有前途的水處理技術(shù)之一，由于臭氧具有

24、強(qiáng)氧化性，目前已被廣泛應(yīng)用在氧化助凝、除嗅、去除微量有機(jī)污染物、藻毒素等方面，并取得了較好的效果。朱光燦和何呂錫武等研究了紫外-微臭氧工藝降解微囊藻毒素（MCs）的動(dòng)力學(xué)過(guò)程與特性結(jié)果表明：MC-RR，MC-YR和MC-LR三種MC在紫外-微臭氧反應(yīng)器中的降解過(guò)程為一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，半降解時(shí)間分別為74.5，32.2和24.2min。Rositano J 等在一定的溶解有機(jī)碳（dissolved organic carbon , DOC） 、NOM、pH 下,對(duì)微囊藻毒素- LR濃度為20g L-1 的水樣通臭氧5min ,發(fā)現(xiàn)保持殘余臭氧濃度在0. 06mg L-1 以上就檢測(cè)不到剩余藻毒素的

25、存在。但臭氧氧化過(guò)程也有一定的缺陷，主要表現(xiàn)在有機(jī)物礦化度較低、生成的小分子有機(jī)物可同化有機(jī)碳類成為醛類物質(zhì)；在溴離子存在時(shí)，臭氧可氧化Br-為溴化有機(jī)副產(chǎn)物，其中的溴酸鹽是基因毒性致癌誘變物。,1.6.2.3 光催化,Martin Welker 等發(fā)現(xiàn)在腐殖質(zhì)存在的條件下,經(jīng)過(guò)8h 自然光照射,微囊藻毒素- RR、YR 和LR 分別減少到原有含量的445 %、533 %和554 %。本方法的優(yōu)越性在于腐殖質(zhì)存在于絕大多數(shù)自然環(huán)境中,成本極低。目前最普遍的研究是用TiO2 或TiO2/ H2O2 作為催化劑, 在TiO2 作催化劑的條件下藻毒素能達(dá)到良好的去除效果,而一定量H2O2 的存在可以

26、顯著加強(qiáng)催化作用,Benjamin J P 等經(jīng)實(shí)驗(yàn)認(rèn)為H2O2 的最佳用量在0.005%0.1%間,同時(shí)降解副產(chǎn)物經(jīng)鹽水蝦(Artemia salina) 生物測(cè)試無(wú)明顯毒。ShephardS 等已研制出實(shí)驗(yàn)室階段的TiO2 固定光催化反應(yīng)器,含藻毒素的水樣垂直流過(guò)可得滿意效果。H2O2 本身也能降解藻毒素,但單獨(dú)使用降解率不高。,1.6.2.4 化學(xué)試劑氧化,普通氧化劑對(duì)藻毒素的處理效果不佳,但Xing H等發(fā)現(xiàn)高鐵酸鹽能有效去除微囊藻毒素- LR , 且氧化產(chǎn)物Fe(OH)3 能同時(shí)絮凝有機(jī)物達(dá)到減少TOC 的目的,在此處理過(guò)程后加上光催化氧化的步驟則去除效果更佳。Cornish B J

27、 等利用Fenton 試劑(5mM 的H2O2 和0. 5 mM 的Fe2+ 共同作用) 降解微囊藻毒素- LR ,結(jié)果顯示在30min 后就檢測(cè)不到藻毒素的存在,他們認(rèn)為此方法的效果至少與TiO2 催化光降解等同。若用等濃度的Fe3+ 代替Fe2+ ,亦有降解效果,只是速度較慢。,1.6.3.1 生物降解,藻毒素會(huì)被自然水體中的微生物降解,但過(guò)程比較緩慢。Cousins I T 等從發(fā)生過(guò)水華的水體中采集水樣和底泥樣并混合,在好氧條件下降解10g/ L的微囊藻毒素- LR ,7d 后在HPLC 上檢測(cè)不到藻毒素的存在。同時(shí)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)生物降解的最初作用部位在藻毒素活性表達(dá)所必須的部分,故能明顯消

28、除藻毒素的毒性,但生物作用只能達(dá)到9 %的完全礦化,微囊藻毒素- LR 多數(shù)轉(zhuǎn)化為毒性較小的中間產(chǎn)物。ParkH D 等從一富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的湖泊中分離出Y2 細(xì)菌( S phi ngomonas 的一種或類似它的一未知菌) ,它對(duì)微囊藻毒素- RR 和LR 的最大降解速率分別為每天13和5. 4mg/ L 。呂錫武等采用好氧和厭氧兩種微型序批式反應(yīng)器進(jìn)行藻毒素的降解途徑的研究,經(jīng)24h 處理后,好氧反應(yīng)器堆總藻毒素去除率分別為RR92. 7 %、YR90. 6 %、LR93. 6 %, 同樣條件下厭氧反應(yīng)器為RR5. 2 %、YR2. 4 %、LR14. 6 %。而對(duì)好氧反應(yīng)器的微生物鏡檢顯示,

29、樣品中有大量草履蟲吞噬藍(lán)藻,且有共生細(xì)菌存在。,1.6.3.2 人工濕地,人工濕地通過(guò)人工構(gòu)筑的類自然濕地系統(tǒng)中的基質(zhì)、植物、微生物,經(jīng)物理、化學(xué)、生物學(xué)過(guò)程協(xié)同作用凈化污水。吳振斌等人建立上行流和下行流的人工濕地,利用兩套不同的植物帶作為兩種系統(tǒng),對(duì)藻毒素的去除率分別為68.5%和34.6% ,其中對(duì)微囊藻毒素-YR 的去除效果最好。,1.7研究展望,目前對(duì)藻毒素還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法,不同研究者采用同一種方法(如HPLC) 的分析條件也不盡相同,應(yīng)建立完善的藻毒素洗脫、富集、純化方法以及高效、靈敏的藻毒素檢測(cè)方法。 進(jìn)行傳統(tǒng)制水工藝的各凈水單元對(duì)藻細(xì)胞內(nèi)、外藻毒素去除的特性研究,了解藻毒素在工

30、藝中的變遷規(guī)律及機(jī)理,指導(dǎo)水廠在水華暴發(fā)期間采取強(qiáng)化工藝或應(yīng)急措施。 進(jìn)行溶藻細(xì)菌、食藻微型動(dòng)物、藍(lán)藻水華、浮游植物、魚類之間的食物鏈關(guān)系研究,建立有毒藍(lán)藻及藻毒素的生物控制方法,研究生物預(yù)處理工藝對(duì)藍(lán)藻及藻毒素的降解規(guī)律與機(jī)理。 進(jìn)行藻毒素在飲用水深度處理工藝(如光催化氧化、紫外臭氧氧化、化學(xué)藥劑氧化、膜濾、生物活性炭等) 中的去除規(guī)律及機(jī)理研究,為水廠采用度凈水工藝或居民選擇家庭凈水技術(shù)提供理論指導(dǎo)。 進(jìn)行藻毒素及其降解產(chǎn)物在生化、物化凈水工藝中的結(jié)構(gòu)變化及毒性學(xué)研究,了解其脫毒途徑,指導(dǎo)水廠安全供水。,參考文獻(xiàn)：,（1）嚴(yán)敏、陳紅英、呂錫武.去除藻毒素的水處理方法.浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，20

31、05，33（6）：652-656. （2）朱光燦、呂錫武.去除藻毒素的水處理技術(shù)研究進(jìn)展.中國(guó)給水排水，2003，19（8）：36-39. （3）鄧方、萬(wàn)新軍、王小東.富營(yíng)養(yǎng)化水體中微囊藻毒素的檢測(cè)方法研究進(jìn)展.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013,19（16）：19-21. （4）楊光俊，鄭正，王燦，倪利曉，周濤.藻毒素的性質(zhì)及其處理研究進(jìn)展.南京大學(xué)污染控制欲資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2004，7（24）：101-104. （5）程斌、浦躍樸，尹立紅.藻毒素的檢測(cè)與生物學(xué)效應(yīng)評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展，東南大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2004,23（1）：57-61. （6）衛(wèi)瑋、肖雯，藻毒素的類型、危害和防治，生物學(xué)通報(bào)，2004,39（8）：21-23. （7）趙曉聯(lián)，孫秀蘭，湯堅(jiān)，藻毒素的危害與分析方法進(jìn)展，食品科學(xué)，2005,26（3）：257-261.,