光催化氧化法降解微囊藻毒素研究进展

合集下载

饮用水中微囊藻毒素污染及其光催化降解的研究进展

第34卷第5期2004年9月　东南大学学报(自然科学版)JOURNAL OF SOU THEAST UNIV ERSITY (Natural Science Edition )Vol 134No 15Sept.2004饮用水中微囊藻毒素污染及其光催化降解的研究进展冯小刚　卫　涛　袁春伟(东南大学生物科学与医学工程系,南京210096)摘要:富营养化水体中的微囊藻毒素是一种传统净水技术难以去除的致癌毒素.本文综述了纳米TiO 2光催化技术高效降解L R 型微囊藻毒素最新的研究进展,分析了不同质量浓度情况下反应动力学模式的差异,从分子结构的角度讨论了反应降解机理,提出了多种高级氧化手段相结合的研究思路及需要进一步关注的问题.结论表明,作为一种广谱的有机物降解方法,纳米TiO 2材料光催化能有效地去除饮用水中的微量藻毒素.关键词:微囊藻毒素;光催化;TiO 2;饮用水净化中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2004)0520705206Development of studies on microcystins pollutionand its photocatalytic degradation in drinking w aterFeng Xiaogang Wei Tao Yuan Chunwei(Department of Biological Science and Medical Engineering ,Southeast University ,Nanjing 210096,China )Abstract :Microcystins ,a group of hepatotoxin produced by cyanobacteria ,have proven unreliable to be removed from water by conventional water treatments.This paper introduces the latest research development of degradation of microcystin 2L R (leucine arginine )by TiO 2photocatalysis.The de 2struction mechanism and kinetic modeling are analyzed under different concentration of microcystin 2L R.Major pathways for the photocatalytic degradation of microcystin 2L R are investigated in terms of molecular structure.Some suggestions about addition of strongly oxidizing species and problems of further study are put forward.It is shown that TiO 2photocatalysis is a promising technology to de 2stroy trace 2level microcystin 2L R in drinking 2water.K ey w ords :microcystin ;photocatalysis ;titanium dioxide ;drinking 2water purification收稿日期:2004204227.基金项目:国家863计划资助项目(2002AA302304).作者简介:冯小刚(1973—),男,博士生;袁春伟(联系人),男,博士,教授,博士生导师,cwy @. 水体富营养化现象以及由此带来的环境与生态问题日益严重,蓝藻爆发性繁殖引起的藻毒素污染就是其中一种.近年来,很多藻毒素导致动物中毒甚至死亡的报道引起了学术界广泛关注[1,2],流行病学调查研究显示,人体长期摄入微量藻毒素具有潜在的致癌作用[3].藻毒素的主要传播载体———饮用水污染越来越成为一个广泛关注的热点问题.20世纪90年代以来,我国水体富营养化涉及范围不断扩大,作为饮用水源的一些主要河流和湖泊中都曾发现大量藻类繁殖,并不同程度地存在有藻毒素[4].我国参考世界卫生组织的建议,在2001年修订实施的《生活饮用水卫生规范》中将藻毒素L R 列为非常规监测项目,确定执行标准为1μg/L [5].1　微囊藻毒素富营养化水体中的藻毒素通过饮水或者食物富集进入高级生物体内,作用于机体的不同器官组织导致病变.微囊藻毒素(microcystins ,MCs )是以动物肝脏为作用靶器官的一类肝毒素,能够特异性地抑制蛋白磷酸酶活性进而诱发癌症等一系列病变,是世界各地广泛存在并且危害极大的一种蓝藻毒素.研究报告显示,MCs 与肠、胃等其他消化道器官肿瘤也有密切关系[6].MCs 分子结构为带有特征的共轭二烯芳香族氨基酸支链的一类环状七肽化合物,通式为:环2(D2丙氨酸2L2X2赤2β2甲基2D2异天冬氨酸2L2Z2Ad2 da2D2异谷氨酸2N2甲基脱氢丙氨酸).其中环肽结构中含有X,Z两个可变的氨基酸基团.结构如图1所示[7].图中R1,R2,R3代表H或者CH3.图1　微囊藻毒素MCs分子结构示意图其中,共轭二烯支链Adda(32氨基292甲氧基22,6,82三甲基2102苯基24,62二烯酸)是表达藻毒素生理活性的结构;X和Z在不同的微囊藻毒素变型中代表不同氨基酸,如在L R型藻毒素(MC2L R)中,X和Z分别代表亮氨酸和精氨酸,此外,还有RR,YR等其他多种类型藻毒素MCs.在已知的60多种MCs中,以MC2L R生理毒性最为显著,是目前研究最多的一种微囊藻毒素.太湖每年蓝藻爆发时水体中的藻毒素就是以MC2L R为主[8],有关数据显示,我国江苏某些地方肝肿瘤的高发率与长期饮用含MCs水体的人群之间存在统计学相关[9,10].在蓝藻的对数生长期,毒素主要存在于细胞内,水中溶解毒素仅占总质量的10%～21%;藻细胞大量死亡时,MCs释放到水中,细胞外毒素比例大幅上升,达到69%[11].由于MCs分子具有稳定的环状多肽分子结构,属于顽固性难降解的生物毒素,一般蛋白水解酶无法分解,能够耐受很宽泛的酸碱环境与温度条件,在自然条件下能够存在很长时间不被光解或生物降解.有报道表明,微囊藻毒素在干燥的藻渣中能存在6个月,润湿后又会释放到水体中[12].2　微囊藻毒素的常规治理方法MCs分子结构种类繁杂,纯品昂贵稀少,目前国内的相关研究刚刚起步,主要集中在环境行为、毒理效应以及分离检测等方面.对于去除MCs,国内研究更多地停留在高藻水的处理方面,如:强化预氧化、化学药剂以及絮凝沉淀等单元操作[13],通过去除藻细胞间接地降低水中MCs的质量浓度.过量的氯系氧化剂预氧化是处理高藻水的常用手段,但容易生成卤化烃等多种潜在“三致”物质,对饮水安全造成威胁[14];O3预氧化存在效率和成本的问题;金属盐的混凝、沉淀作用会造成藻细胞裂解,毒素释放,其质量浓度也会升高[15].An2geline等[16]发现,铝盐在p H>6的絮凝除藻效果最好,但水体中溶解性毒素质量浓度却增加了约30%.活性炭吸附去除效果较为明显,但成本较高而且无法彻底去除MCs.饮用水中MCs质量浓度极低,常规分析仪器无法检测,所导致的非直接致突变在检测中也无法检出[17].但采用酶联免疫检测法,很多地方的饮用水中都有微量藻毒素检出,说明常规单元净水工艺去除MCs的效果不理想[18].此外,《生活饮用水卫生规范》中1μg/L的上限标准是从MCs的致死毒性角度来考虑制定,鉴于长期摄入微量藻毒素在人体内富集造成的巨大健康危害,以及氯化消毒的“三致”污染副产物与藻毒素共存所产生的毒性协同作用[19],即使饮用水达标,也必须采取深度处理措施来减少甚至完全去除微量藻毒素.3　TiO2光催化降解饮用水中的微囊藻毒素目前较新的去除藻毒素MCs的技术包括纳滤膜技术、生态湿地技术、微生物处理、深度氧化法等,考虑受污染水体的特点、操作可行性以及成本等诸多因素,其中以纳米材料TiO2光催化氧化为代表的高级氧化技术被认为是一种很有应用前景的方法.过去的20年来,采用羟自由基・OH氧化降解有机污染物的高级氧化技术发展很快,其中纳米TiO2光催化方法除了材料廉价安全、条件温和,还可以直接利用太阳光.作为n型半导体,纳米级TiO2在能量大于其带隙的紫外光UV照射下,产607东南大学学报(自然科学版) 第34卷生价带空穴h+和导带电子e-分离,其中一部分会迁移到粒子表面.价带空穴h+通过与吸附在催化剂表面的H2O,OH-发生一系列反应生成羟自由基・OH,导带电子e-则被表面吸附氧所俘获.产物羟自由基・OH具有强氧化性(标准电极电位:218 V),是光催化反应主要的氧化剂,价带空穴h+也具有强氧化性,包括MCs分子在内的几乎所有有机物都可以被氧化降解.近几年,有关光催化方法降解水中微量藻毒素MCs研究开始引起国际间关注,一系列报道都证明光催化能在很短的时间内将水中的MCs完全分解,极大地提高了饮用水的安全性[20～22].国内虽然已经有了大量光催化处理有机废水的研究,也有应用于饮用水处理的尝试,但以MC2L R型藻毒素作为降解对象尚未见报道.311　光催化降解MC2L R的反应条件MC2L R分子是一种两性化合物,肽环链上的天冬氨酸和谷氨酸属于酸性氨基酸,而精氨酸属于碱性氨基酸,这些两性基团决定了MC2L R分子的电性在不同p H环境中会有所变化.在p H<3的强酸性条件下,首先是质子化的氨基(N H3+)使得MC2L R分子带1单位的正电荷;随着p H值增加到3左右,2个羧基依次失去质子(COO-);最后在p H>1215的强碱性环境中,去质子化的氨基使得分子携带2单位的负电荷,整个MC2L R分子的电性随体系酸度的变化过程为 reaction p H值MCL RH+3RH2+H+ 3.0MCL RH2RH-+H+ 3.0MCL RH-RH2-+H+ 12.5根据双电层理论,水化P25型TiO2胶体溶液的p H表面零电势点为6125,p H值在等电点之下, TiO2表面电荷为正,此时MC2L R分子携带负电荷,所以当p H值在310～6125之间,二者吸附作用最强,MC2L R分子最容易被TiO2粒子表面的光生羟基自由基所氧化,降解速率达到最大值.Feitz 等人[23]进行了在不同p H值、光照等条件下光催化降解提取藻毒素的研究,发现MC2L R分子的光催化降解过程受p H值变化的影响较明显,证明最大降解速率出现在p H=315处,在高p H值下, MC2L R降解速度减缓.MC2L R分子的降解与其在纳米TiO2粒子的表面吸附关系密切,二者基本同步变化,完全符合非均相氧化的界面反应特征.MC2L R分子的光催化分解也随光照强度变化,紫外光照强度越大,降解速率越高.一个值得注意的现象是在365nm波长紫外光照和太阳光照的不同条件下,尽管紫外光的辐照能量较高,但太阳光照催化降解MC2L R分子却更为迅速.原因可能是由于提取毒素中含有藻蛋白等捕光色素以及某些腐殖质,这些物质对于催化剂半导体起到了敏化作用,扩大了激发光波长范围,使得太阳光中可见光部分也参与了TiO2光催化反应.312　光催化降解MC2L R动力学研究鉴于水体中微量藻毒素分析极为困难, Robertson[24]等研究了质量浓度约为自然水体1 000倍的纯MC2L R毒素的光催化降解动力学特性.结果表明,动力学曲线降解符合Langmuir2Hin2 shelwood机理,即r0=k0K ads c01+k0K ads c0式中,k0为降解反应常数;K ads为Langmuir吸附常数;c0为污染物初始质量浓度,实验测得k0= 19123μmol/(L・min).在质量比为1%的P25型TiO2悬浮体系中,280W的氙灯(波长330～450 nm)照射的反应条件下,质量浓度为8×104μg/L 的MC2L R分子在30min之内就被彻底分解,因此推测这一体系去除微量污染饮用水中低质量浓度的MC2L R毒素将更为高效.Shephard[25,26]等人分别在TiO2悬浮和负载2种光催化体系中研究了MC2L R的降解,对象是质量浓度为60μg/L,接近真实水体的MC2L R纯水溶液,研究表明,质量浓度降解符合准一级动力学反应模式.其中在TiO2负载量为815g/m2的固定化体系中,在p H=3左右,MC2L R降解反应的速率常数k1最大,为01255±01017min-1,降解半衰期为217min.MC2L R的降解动力学之所以出现2种不同模式,作者认为是由于2个试验体系中污染物质量浓度高低不同所致.高质量浓度体系中,TiO2粒子所提供的表面活性位点有限,反应由MC2L R分子的吸附步骤控制,整个降解过程呈现Langmuir2Hin2 shelwood方式;在真实水体的微量质量浓度体系中,TiO2粒子有足够的表面活性位点作为MC2L R 分子吸附和发生反应的场所,过程由污染物的初始质量浓度决定,所以呈现为准一级动力学反应模式.但并不能认为后一种情况中,仅仅依靠TiO2粒子的表面吸附就可以彻底去除藻毒素,因为非均相光催化降解是一个集有机物吸附、表面反应、脱附、液相中自由基反应于一体的体系.Langmuir2Hin2 shelwood方式拟合的光催化降解过程中吸附常数K ads往往要比黑暗吸附试验中直接测到的吸附常707第5期冯小刚,等:饮用水中微囊藻毒素污染及其光催化降解的研究进展数大2个数量级.313　MC 2L R 分子的光催化降解机理藻毒素的生理毒性是目前研究的热点问题,一般认为MCs 分子结构中,稳定的七员环肽结构极难分解,但真正表达生物活性的是芳香族氨基酸支链Adda ,破坏这部分结构就可以大大降低甚至完全消除毒性.从TiO 2光催化氧化方式的特点来看,Adda 结构的共轭双键极易被降解破坏.根据Law 2ton 等人[27]采用HPLC 2MS 手段对TiO 2光催化降解MC 2L R 分子过程的初步检测,首先是羟自由基・OH 进攻Adda 支链的共轭双键,使其中一个双键饱和并羟基化,生成产物2,3;其中产物2发生连接双羟基的键进一步断开,生成产物4;通过中间体6得到一个较稳定的醛基化合物5,而产物3可以直接得到5.降解步骤如图2所示.图2　MC 2L R 分子结构光催化降解示意图作者进一步研究了TiO 2光催化体系中加入少量氧化剂H 2O 2条件下的情况[28],发现MC 2L R 分子稳定的环肽结构会进一步发生降解,裂环生成一系列线性多肽小分子.314　光催化与其他强氧化剂结合研究均相高级氧化方法中的强氧化剂如H 2O 2加入TiO 2光催化体系,能产生氧化协同效应[29].①光催化体系空穴电子对复合现象大大减少,羟自由基・OH 含量显著提高;②紫外光激发使H 2O 2产生更多氧化自由基;③H 2O 2的引入,使TiO 2体系具备了反应面积增大等均相反应体系优点,污染物的降解效果比单独的TiO 2光催化或相应均相高级氧化都要好.在TiO 2光催化体系中加入氧化剂H 2O 2前后的不同条件下,Liu 等人[30]对比研究了MC 2L R 的降解效果.试验在质量比为1%的P 25型TiO 2悬浮体系和加入了体积比为011%H 2O 2的条件下进行,2种体系条件下MC 2L R 的质量浓度随着降解时间变化的结果如表1所示.表1　光催化系统中加入H 2O 2前后MC 2LR 降解效果的对比时间/minMC 2L R 质量浓度变化/(μg ・mL -1)MC 2L R 降解率/%TiO 2TiO 2/H 2O 2TiO 2TiO 2/H 2O 2010001000005144116331985169916107413180921610020281006097121003011447099191004501231100100 表1中数据证明微量H 2O 2的加入能够极大地加速MC 2L R 的光催化降解.试验对于2种条件下光催化处理后MC 2L R 水样也进行了生理毒性检验,证明TiO 2光催化协同H 2O 2与单独的TiO 2光催化相比,水样毒性消失的速度加快,酶活性抑制的缓解程度大大提高,时间缩短了10多倍.4　TiO 2光催化降解饮用源水中微量藻毒素MCs 的优点 1)TiO 2光催化技术材料安全无毒,条件温和,适合饮用水净化处理.2)光催化需要光照激发,水体浊度要求高,适合低质量浓度污染体系,微量藻毒素极易去除.3)光催化生成的羟自由基・OH 和紫外光具有强烈的抑止藻类生长和杀菌消毒的能力[31].4)除藻毒素外,光催化也可以去除饮用水中预氧化而产生的多种有害的微量卤代烃[32].5)自然源水中的腐殖酸、叶绿素等有机质是半导体TiO 2的光敏剂,可以促进藻毒素在太阳光照条件下的光催化降解[33,34].5　有待解决的问题饮用源水中的藻毒素污染存在着微量、顽固、种类复杂等特征,常规净水工艺难以有效清除.随着人们对饮用水质量要求的不断提高,在加强水源管理,跟踪监测水质的同时,探索一种有效的藻毒素处理技术已成为一个亟待解决的问题.作为一种新兴的有机物氧化降解技术,TiO 2光催化研究广泛涉及各种有机污染废水的降解处理,以其独特的优势不断向饮用水、空气净化等领域扩展.运用光催化反应深度处理微污染饮用源水,藻毒素降解效果极为明显,“三致”有机物、残存微生物等有害成分也能够一并清除.在目前研究基础上,应当考虑如何发挥这一技术优势并和传统净水工艺的操作单元结合,其他高级氧化方法如O 3/UV ,H 2O 2/UV ,H 2O 2/Fe 2+807东南大学学报(自然科学版) 第34卷(Fenton体系)也可以考虑引入这一体系,通过多项指标检测,建立一整套全面去除包括MCs、卤代烃、细菌微生物在内的多种杂质的安全饮用水处理模式.另外,在多种有机质和矿物离子并存的复杂自然水体环境中研究促进藻毒素直接、间接催化光解的因素,寻找有效的天然光敏剂,探索在太阳光照下的敏化光催化也是很有价值的研究方向.参考文献(R eferences)[1]Vasconcelos V M,Pereira E.Cyanobacteria diversity andtoxicity in a wastewater treatment plant[J].W at Res, 2001,35(5):13541357.[2]Pouria S,de Andrade A,Barbosa J,et al.Fatal micro2cystin intoxication in haemodialysis unit in Caruaru,Brazil [J].The L ancet,1998,352(9192):2126.[3]Humpage A R,Falconer I R.Microcystin2L R and livertumor promotion:effets on cytokinesis,ploidy,and apop2 tosis in cultured hepatocytes[J].Environmental Toxi2 cology,1999,14(1):6175.[4]董传辉,俞顺章,陈　刚,等.某湖周围水厂源水及出厂水微囊藻毒素调查[J].卫生研究,1998,27(2):100102.Dong Chuanhui,Yu Shunzhang,Chen G ang,et al.De2 tection of microcystins in source and tape water from a lake[J].Journal of Hygiene Research,1998,27(2): 100102.(in Chinese)[5]WHO guidelines for drinking2water quality,addendum tovolume2[EB/OL].http://www.who.int/docstore/wa2 ter-sanitation-health/G DWQ/Summary-tables/ Sumtab.html.1998/2004201202.[6]周　伦,陈　坤,余　海.饮用水源中微囊藻毒素与大肠癌发病的关系[J].中华预防医学杂志,2000,34(4):224228.Zhou Lun,Chen Kun,Yu Hai.Drinking2water types, microcystins and colorectal cancer[J].China J Prev Med,2000,34(4):224228.(in Chinese)[7]Welker M,Steinberg C.Indirect photolysis of cyanotox2ins:one possible mechanism for their low persistence[J].W at Res,1999,33(5):11591164.[8]Shen P P,Shi Q,Hua Z C,et al.Analysis of micro2cystins in cyanobacteria blooms and surface water sam ples from Meiliang Bay,Taihu Lake,China[J].Environ2 ment International,2003,29(3):641647.[9]陈　艳.太湖地区城市饮用水微囊藻毒素与恶性肿瘤死亡率的关系[J].中国癌症杂志,2002,12(6):485488.Chen Y an.Microcystins in drinking2water and cancer mortality in a city along Taihu Lake[J].China Oncolo2 gy,2002,12(6):485488.(in Chinese)[10]周学富,董传辉,俞顺章.泰兴地区肝癌高发因素研究[J].现代预防医学,1999,26(3):350351.Zhou Xuefu,Dong Chuanhui,Yu Shunzhang.Study on hepatocarcinogenic factors in higher incidence regions of Taixing County[J].Modern Preventive Medicine, 1999,26(3):350351.(in Chinese)[11]Hart J,Fawell J K,Croll B.The fate of both intra2andextracellular toxins during drink water treatment[J].W ater S upply,1998,16(5):611617.[12]韩志国,郑解生,谢隆初.淡水水体中的蓝藻毒素研究进展[J].暨南大学学报(自然科学版),2001,22(3): 129135.Han Zhiguo,Zheng Jiesheng,Xie Longchu.Advance re2 search on cyanobacterial toxins in freshwater bodies[J].Journal of Jinan U niversity(N atural Science Edi2 tion),2001,22(3):129135.(in Chinese)[13]章诗芳.饮用水源藻类污染及其防治对策[J].生态科学,2002,21(3):284286.Zhang Shifang.Algal pollution on the drinking2water and protective strategy[J].Ecology Science,2002,21(3): 284286.(in Chinese)[14]Dawson R M.The toxicology of microcystins[J].Tox2icon,1998,36(7):953962.[15]Christopher W K,Mary D,Jenny H,et a1.The impactof conventional water treatment processes on cells of the cyanobacterium microcystis aeruginosa[J].W at Res, 1999,33(15):32533262.[16]Angeline K Y,E11ie E,Dadid S,et a1.Chemical con2trol of hepatotoxic phytoplanton bloorms:implications for human health[J].W at Res,1995,29(8):18451854..[17]Lakshmana R,Bhattcharya R.The cyanobacterial toxinmicrocystin2L R induced DNA damage in mouse liver in vivo[J].Toxicology,1996,114(1):2936.[18]朱光灿,吕锡武.藻毒素在传统净水工艺中的去除特性[J].环境化学,2002,21(6):584589.Zhu Guangcan,LüXiwu.Removel of microcystins by conventional water treatment processes[J].Environ2 mental Chemist ry,2002,21(6):584589.(in Chi2 nese)[19]Booker S M.N TP taps disinfections by2products forstudy[J].Environ Health Perspect,2000,108(2):6466.[20]Lawton L A,Robertson P KJ,Cornish B J P A,et al.Processes influencing surface interaction and photo2 catalytic destruction of microcystins on titanium dioxide photocatalysts[J].Journal of Catalysis,2003,213(1):109113.[21]Feitz A J,Waite T D,Jones GJ,et al.K inetic model2ing of TiO22catalyzed photodegradation of trace levels of microcystin2L R[J].Environment Sci Technol,2003, 37(3):561568.[22]Robertson P KJ,Lawton L A,Cornish B J P A,et al.Processes influencing the destruction of microcystin2L R907第5期冯小刚,等:饮用水中微囊藻毒素污染及其光催化降解的研究进展by TiO2photocatalysis[J].Journal of Photochemist ry and Photobiology A:Chemist ry,1998,116(3):215219.[23]Feitz A J,Waite T D,Jones G J,et al.Photocatalyticdegradation of the blue green algal toxin microcystin2L R in a natural organic2aqueous matrix[J].Environ SciTechnol,1999,33(2):243249.[24]Robertson P K J,Lawton L A,Rouzade J,et al.De2struction of cyanobacterial toxins by semiconductor pho2 tocatalysis[J].Chem Soc Com m un,1997,42(4):393394.[25]Shephard G S,Stockenstrom S,de Villiers D.Photo2catalytic degradation of cyanobacterial toxins in water [J].Toxicon,1998,36(12):18951901.[26]Shephard G S,Stockenstrom S,de Villiers D,et al.Degradation of microcystin toxins in a falling film photo2 catalytic reactor with immobilized titanium dioxide cata2 lyst[J].W at Res,2002,36(1):140146.[27]Lawton L A,Robertson P KJ,Cornish B J P A,et al.Detoxification of microcystins(cyanobacterial hepatotox2 ins)using TiO2photocatalytic oxidation[J].Environ2 ment Sci&Technol,1999,33(5):771775.[28]Liu I,Lawton L A,Robertson P K J,et al.Mechanis2tic studies of the photocatalytic oxidation of microcystin2 L R:an investigation of byproducts of the decomposition process[J].Environment Sci&Technol,2003,7(14);32143219.[29]Liu I,Lawton L A,Cornish B J P A,et al.Photo2catalytic degradation of parathion in aqueous TiO2dis2 persion:the effect of hydrogen peroxide[J].W at Sci Tech,1998,37(8):187194.[30]Liu I,Lawton L A,Cornish B J P A,et al.Mechanis2tic and toxicity studies of the photocatalytic oxidation of microcystin2L R[J].Journal of Photochemist ry and Photobiology A:Chemist ry,2002,148(3):349354.[31]Rincon A G,Pulgarin C,Adler N,et al.Interaction be2tween E.coli inactivation and DBP2precurs ors2dihydroxyben2 zene is omers2in the photocatalytic process of drinking2water disinfection with TiO2[J].Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry,2001,139(3):233241. [32]高　洁,徐桂芹.光化学氧化技术去除水中有机污染物的试验研究[J].环境污染与防治,2002,24(5): 272274.G ao Jie,Xu Guiqing.Study on removal of organic pollu2tion in water by photochemical oxidation technology [J].Environmental Pollution and Cont rol,2002,24(5):272274.(in Chinese)[33]Welker M,Steinberg C.Rates of humic substance pho2tosensitized degradation of microcystin2L R in natural wa2 ters[J].Environment Sci&Technol,2000,34(8): 34153419.[34]Welker M,Steinberg C.Indirect photolysis of cyanotox2ins:one possible mechanism for their low persistence [J].W at Res,1999,33(5):11591164.017东南大学学报(自然科学版) 第34卷。

富营养化原水中微囊藻毒素分析与去除方法及氧化降解机制研究

富营养化原水中微囊藻毒素分析与去除方法及氧化降解机制研究富营养化原水中微囊藻毒素分析与去除方法及氧化降解机制研究导言：水是人类生存和发展的基本需求，但随着人口增长和工业发展，水资源的污染日益严重。

由于人为活动和环境因素的影响，水中微囊藻毒素的污染问题日益突出。

微囊藻毒素是一类由蓝藻属和绿藻属产生的环境毒素，对人体健康和生态系统安全带来严重影响。

因此，开展富营养化原水中微囊藻毒素的分析与去除研究具有重要意义。

一、富营养化原水中微囊藻毒素的分析方法微囊藻毒素具有高毒性和易溶于水的特点，因此需要对富营养化原水中的微囊藻毒素含量进行准确测定。

目前常用的微囊藻毒素分析方法主要包括酶联免疫吸附测定法、高效液相色谱法、质谱法等。

其中，酶联免疫吸附测定法通过抗原与微囊藻毒素结合反应来检测样品中微囊藻毒素的含量，具有灵敏度高、重复性好的优点。

高效液相色谱法和质谱法则可以实现对微囊藻毒素的定性和定量分析。

二、富营养化原水中微囊藻毒素的去除方法针对富营养化原水中微囊藻毒素的去除问题，研究人员提出了多种方法，包括物理方法、化学方法和生物方法。

物理方法主要包括超滤、活性炭吸附等，可以实现对微囊藻毒素的去除和分离。

化学方法主要包括氧化法、还原法等，通过氧化剂或还原剂来分解和去除微囊藻毒素。

生物方法则是利用微生物对微囊藻毒素进行生物降解。

三、氧化降解机制研究氧化降解微囊藻毒素是当前研究的热点之一。

通过对微囊藻毒素的化学性质和降解机制的研究，可以实现高效、快速而环境友好的微囊藻毒素去除。

目前常用的氧化降解方法主要包括过氧化氢氧化法、高级氧化过程（AOPs）等。

过氧化氢氧化法通过添加过氧化氢来氧化降解微囊藻毒素，具有简单、经济的特点。

而AOPs则是基于光化学原理，通过紫外光、臭氧等来产生高级氧化物并分解微囊藻毒素。

这些方法在微囊藻毒素去除中显示出了较好的效果。

结论：富营养化原水中微囊藻毒素的分析和去除是解决水资源污染问题的重要研究方向。

微囊藻毒素的检测及其治理研究进展

微囊藻毒素的检测及其治理研究进展微囊藻毒素是水体富营养化发生后产生的最大危险物质之一，对人体健康有极大的危害。

文章主要从藻毒素的危害、致毒机理、分析检测方法及其去除方法等方面，对近年来对藻毒素的研究进展进行介绍。

标签：微囊藻毒素；检测；去除方法微囊藻毒素（MC）是由微囊藻（Microcystis）、浮游蓝丝藻（Plankt othrix）、鱼腥藻（Anabaena）和颤藻（Oscillat oria）等淡水藻类产生的环七肽肝毒素[1]。

微囊藻毒素是”水华”产生的最大危险物质之一。

它不仅直接污染饮用水源，还可以在水生生物中富集，通过食物链而进入高等级生物体内，直接威胁人类的健康和生存。

1 微囊藻毒素的致毒机理根据藻毒素对生理系统、器官和细胞等主要器官的不同影响，一般分为肝毒素、神经毒素和接触、肠胃刺激性毒素。

有报告指出藻毒素可能促进肿瘤的发生[2]。

微囊藻毒素可以促进机体内脂类物质过氧化反应，破坏机体氧自由基的产生与清除的平衡，而体内自由基和许多疾病和外源性损伤的病理过程都有关联[3]。

2 微囊藻毒素的检测方法水环境中MC的分析检测是研究其在水环境中分布和迁移规律以及去除方法的基础。

目前MC的检测方法可以简单分为：生物检测法、免疫检测法、蛋白磷酸酶抑制法、色谱分析法和聚合酶链反应（PCR）分析。

2.1 生物检测法生物检测法分为动物实验和细胞学实验。

动物实验是通过研究藻毒素对动物的急性毒性作用来验证其毒理效应。

但其缺点是不能进行定性分析，且检测灵敏度不高。

细胞学实验是利用原代肝细胞来检测藻毒素，可大大减少受试动物的使用量，同时受试细胞的同质性还可避免在动物实验各出现的个体差异，缺点是对操作者要求较高，要求操作人员掌握一定细胞培养技术。

2.2 色谱分析法分析MC的色谱技术包括高效液相色谱（HPLC），液相色谱-质谱联用分析（（LC-MS），毛细管电泳技术（CE）等。

高效液相色谱（HPLC）是环境监测不可或缺的技术支撑，对藻类毒素及其同系物可做到定性和定量分析，是了解藻类毒素化学性质和结构的重要手段。

微囊藻毒素降解方法研究进展

ＭＣ是一类环状七肽化合物，结构为环一其
１ＭＣ结构．１
的胞外溶解性毒素嘲Ｌｍｅ等发现，；ａｂｒｔ将活性炭滤池与常规
净水单元组合，以脱除８％以上的Ｍ，可０Ｃ出水残留毒素低
（一氨酸＿＿一一Ｄ丙Ｌ＿６甲基＿一天冬氨酸＿—＿—＿ｄ－赤Ｄ异ＬｚＬｚＡａＤ一异谷氨酸一脱氢丙氨酸）其中，甲基。环肽结构中含有和ｚ两个可变的氨基酸基团（１【其中，图）。共轭二烯支链Ａｄｄａ（氧基＿甲氧基－，，三甲基一一基４，一烯酸）３９．２６８１苯０６二是表达藻毒素生理活性的结构；和ｚ在不同的ＭＣ变型中代
ｓｍｍａｉｅＮｅｓｒｖｎｉｅｔｎｒｌｏｐｔｆｒｒｏｅａｅＭｉｒｓｓｉｓｕｒｚｄ．ｗｔｉｉｇｄｒｃｉｓａｅａｓｕｏｗａｅｔｒｓｃｏｙｔ．ｏｎ
ＫｅｏｄＭｉｏｙｔｓＣ；ｏｉｔ；ｅｒｄｔｎｍｔｄｙｒｓｗｃｃｓｎ（）ＴｘｉＤｇａｏｅｏｒｉＭｃｙａｉｈ
维普资讯
安徽农业科学，ｕｎｌｆｎｕＡｒＳｉ２０，６２：１— １，０ＪｒａｏＡｈｉｇｉｃ．０８３（）７４７５７ｏ．４
责任编辑张杨林责任校对王淼
微囊藻毒素降解方法研究进展
Ｄ－ｌ（ｓ）Ｇｕｉｏ
遍存在的两种典型微囊藻毒素Ｍ－Ｒ和Ｍ－Ｒ有很强的ＣＲＣＬ

光催化氧化法降解微囊藻毒素研究进展

光催化氧化法降解微囊藻毒素研究进展摘要近年来蓝藻水华现象日益严重，甚至威胁了人类饮用水的安全。

传统水处理技术对微囊藻毒素去除效果不明显，新型降解技术亟待研究。

概述了光Fenton氧化法、二氧化钛系列光催化氧化法的特点和类型，研究其应用进展，并提出未来光催化氧化法降解微囊藻毒素的主要研究方向。

关键词饮用水；微囊藻毒素；光Fenton氧化法；二氧化钛；降解近年来，大面积的蓝藻水华污染以及蓝藻细胞破裂释放出的具有高致癌性的微囊藻毒，严重影响了饮用水源的水质安全。

低剂量的微囊藻毒素残留就能引起人和动物的肝脏损伤，过量饮用会诱发肝癌甚至死亡。

根据我国2007年7月起实施的新版《生活饮用水标准》（GB5749-2006），饮用水中的微囊藻毒素含量的上限是1 μg/L[1]。

现有的传统水处理技术一般按照“混凝→沉淀→过滤→消毒”的工艺流程，能滤去未破裂的藻细胞及胞内毒素，但对于胞外毒素不起作用。

因此，探寻微污染水中微囊藻毒素的高效降解方法成为当下的紧要问题。

常规MC处理技术包括活性炭吸附，紫外光降解和化学氧化法，但各有局限性[2]。

高级氧化技术的操作条件易于控制且具有强氧化性，成为国内外学者的主要研究方向之一，主要包括光催化氧化法、湿式空气催化氧化法、（类）Fenton 试剂氧化法等。

其中，作为一种高效的水体净化技术，光催化氧化法的应用前景十分广阔。

1 光Fenton氧化法光Fenton氧化法是指在传统的Fe2+/H2O2的基础上加入紫外光及光化学活性物质以提高羟基自由基的产生速率。

一般包括UV/Fenton法和UV-vis/草酸铁络合物/H2O2法2种。

1.1 UV/Fenton法UV/Fenton法相当于普通Fenton法和UV/H2O2系统的复合，其作用机理是在普通Fenton系统的作用基础上，由于Fe（OH）2+络合物的存在使Fe2+与UV 具有协同作用，促进H2O2的分解，从而减少Fe2+的使用量，提高H2O2的利用率。

环境水体微囊藻毒素微生物降解技术研究进展

孔赟徐向阳朱亮 3 3 徐京林海转
(浙江大学环境工程系 , 杭州 310058)
摘要湖库水体富营养化及其产生的藻毒素污染已对生态环境和人类健康构成极大威胁 , 而目前常规水污染控制技术存在一定的局限性 ,因此水环境中藻毒素处理新工艺亟待研发. 鉴于环境水体中的微囊藻毒素可被微生物降解为无毒或低毒的中间产物 ,本文综述了微囊藻毒素的降解菌株、生物降解过程影响因素与机理、降解产物及其结构特性等 ,总结了目前微囊藻毒素降解菌株在水环境修复中的应用 ,并对今后微生物降解微囊藻毒素的研究方向进行了展望 ,以期为解决我国日益严峻的湖库水体藻毒素污染和饮用水安全问题提供技术思路. 关键词微囊藻毒素微生物降解降解机理富营养化饮用水安全
表 1 藻毒素分类、毒性及产毒藻属 [ 10] Table 1 C la ssif ica tion and tox ic ity of cyanobacter ia l tox in s and produce tox ic a lgae[ 10]
藻毒素种类 Toxin category
产毒藻株 O riginated algae
Cylindrospermop sin 贝类毒素
Saxitoxin 类毒素 2a A na toxin2a
类毒素 2a ( s) Anatoxin2a ( s)
微囊藻、鱼腥藻、颤藻、念珠藻等 M icrocystis, A nabaena,
O scilla toria, N a
颤藻等
O scilla toria 鱼腥藻、束丝藻、颤藻等 A na2 baena, A phan izom enon, O scilla toria
肝脏 L iver 神经 N e rve 神经、皮肤 Nerve, skin

Fenton试剂催化氧化降解微囊藻毒素的动力学研究

ＣＨＥＹｉｉｇＮ — ｎｐ
（ｏｌｇｓｕｃｓｎｖｒｎｎ，ａｚｏｒｌＵｉｅｓｔＱａｚｏ６００ＣｉａＣｌｅｆＲｅｏｒｅｄＥｎｉｍｅｔＱｕｎｈｕＮｏｍａｎｖｒｉｅｏａｏｙ，ｕｎｈｕ３２０，ｈｎ）
１２月
Ｆｎｏ试剂催化氧化降解微囊藻毒素的动力学研究ｅｔｎ
陈一萍
（州师范学院资源与环境学院，福建泉州３２０）泉６００
摘要：针对饮用水中藻毒隶污染的问题，以微囊藻毒索作为研究对象，系统地研究了Ｆｎｏｅｔｎ试剂催化氧化降解
ｔｅｏｉａｉｎｋｎｔｃｆｒｍｏａｆＭｉｒｃｓｉｈｘｄｔｏｉｅｉｓｏｅｒＩｏｃｏｙｔｎ— ＬＲｙＦｅｔｎｒａｅｔｗａｎｅｔｇｔｄＴｈｅｕｔｂｎｏｅｇｎｓｉｖｓｉａｅ．ｅｒｓｌｓ
ｔｏｓｅｔｂｉｈｄａｄｆｕｄｔｕｔｔｅｅｐｒｍｅｔｌｄｔｕｔｌＩｓｍａｈｍａｉａｘｒｓｉｎｉａｉｎｗａｓａｌｅｎｏｎｏｓｉｈｘｅｉｎａａａｑｉｅｗｅ１ｔｔｅｔｌｅｐｅｓｏｓｓｓ．ｃ
为止如何有效控制蓝藻水华污染和去除ＭＣ仍是摆在环境科学领域的一个难题。高级氧化技术（ＡＯＴ）要是利用高活性的自ｓ主
的最主要危害是释放以微囊藻毒素（ｃｏｙｔ，Ｍｉｃｓｉｒｎ

微囊藻毒素微生物降解途径与分子机制研究进展

微囊藻毒素微生物降解途径与分子机制研究进展一、内容描述微囊藻毒素(Microcystins,MC)是由某些单细胞藻类产生的一种具有高毒性的天然毒素，广泛存在于海洋环境中。

由于其对生态系统和人类健康的潜在危害，研究微囊藻毒素的微生物降解途径与分子机制具有重要意义。

近年来科学家们在这一领域取得了一系列重要进展。

首先研究人员发现了许多能够降解微囊藻毒素的微生物菌株，这些菌株主要包括细菌、真菌和病毒等，它们可以利用不同的酶类或代谢途径来降解微囊藻毒素。

例如一些细菌通过合成脲酶降解微囊藻毒素中的脲键，从而降低其毒性；真菌则通过降解微囊藻毒素中的脂肪酸酯来达到降解的目的。

此外还有一些病毒可以感染微囊藻并抑制其生长，从而间接地减少微囊藻毒素的产生。

其次科学家们揭示了微囊藻毒素降解过程中的关键酶和代谢途径。

研究表明微囊藻毒素的降解主要涉及多种酶的作用，如脲酶、酯酶、酰胺酶等。

这些酶在不同微生物菌株中具有特异性，可以有效地降解微囊藻毒素。

此外研究还发现，微囊藻毒素的降解过程受到环境因素的影响，如光照、温度、盐度等，这些因素可以影响微生物菌株的生长和代谢途径的选择。

研究人员还探讨了微囊藻毒素降解的分子机制，研究发现微囊藻毒素与微生物菌株之间的相互作用是影响降解效果的关键因素之一。

通过基因工程技术，科学家们已经成功地构建了一些具有抗性基因的微生物菌株，这些菌株可以在高浓度的微囊藻毒素环境中存活并进行有效的降解。

此外研究还发现，微囊藻毒素降解过程中的一些关键酶和代谢产物具有生物活性，可以作为药物或食品添加剂用于环境保护和健康促进等领域。

1. 微囊藻毒素的来源和危害微囊藻毒素是由某些单细胞藻类产生的一种有毒物质，主要存在于海洋中。

这些有毒藻类在生长过程中会分泌出微囊藻毒素，其中包括一些对人体健康具有极大危害的毒素，如艾氏藻毒素、汉氏氏藻毒素等。

微囊藻毒素具有极高的生物活性，能够破坏人体的细胞膜和线粒体功能，导致细胞死亡。

光催化降解课题的国内外研究现状和发展趋势

光催化降解课题的国内外研究现状和发展趋势光催化降解是一种非常有效的处理环境污染的方法，其原理是利用光催化剂（如二氧化钛）吸收紫外光，产生电子和空穴，进而促进有机物的降解。

目前，光催化降解已经成为环境领域的热门研究方向。

在国内，光催化降解的研究多集中在废水处理、空气净化和有机污染物降解等方面。

研究者们通过研究催化剂的制备、改进反应条件和优化反应机理等方面，不断提高光催化降解的效率和稳定性。

在国外，光催化降解的研究更加广泛和深入，尤其是在欧美等发达国家。

研究者们研究了各种催化剂的制备、光催化反应机理、反应条件等方面，还开发出了各种高效的光催化降解技术，如光电催化、光生物催化等。

未来，光催化降解仍将是环境领域的研究热点。

研究者们将致力于开发更高效、更稳定、更环保的光催化剂，探索更多的应用场景，并深入研究光催化反应的机理和动力学过程，为光催化降解技术的发展提供更加坚实的理论基础。

- 1 -。

Bi2WO6光催化降解微囊藻毒素的研究的开题报告

Bi2WO6光催化降解微囊藻毒素的研究的开题报告一、研究背景和意义：微囊藻毒素是一种由蓝藻中的微囊藻分泌的毒素，容易在湖泊、河流、水库等水体中产生，对水质和人类健康造成威胁。

当前，已有多种光催化材料被用于微囊藻毒素的降解。

Bi2WO6作为一种新型的光催化材料，具有高光催化活性和强氧化性能，可以有效地降解微囊藻毒素。

因此，研究Bi2WO6光催化降解微囊藻毒素的方法和机理，对水质治理和人类健康保护有着重要的意义。

二、研究目标和内容：本研究旨在研究Bi2WO6光催化降解微囊藻毒素的方法和机理，并探究Bi2WO6对微囊藻毒素的降解效率、反应动力学和影响因素等方面的特性。

具体研究内容包括：1. 合成Bi2WO6光催化材料，并对其晶体结构和光学性能进行表征；2. 探究Bi2WO6光催化降解微囊藻毒素的反应过程和反应机理；3. 研究Bi2WO6对微囊藻毒素的降解效率、反应动力学和影响因素，如催化剂浓度、pH值、温度等；4. 比较Bi2WO6与其它光催化材料在微囊藻毒素降解方面的性能差异。

三、研究方法和技术路线：1. 合成Bi2WO6光催化材料：采用水热法或共沉淀法，控制合成条件并进行表征分析；2. 制备微囊藻毒素溶液：以水为溶剂，使用超声波或搅拌的方式制备微囊藻毒素溶液并进行定量分析；3. Bi2WO6光催化降解微囊藻毒素实验：控制pH值、温度等条件，将制备好的Bi2WO6与微囊藻毒素溶液进行光照反应，并进行溶液的取样、化学分析、动力学模型拟合等实验操作；4. 结果分析：得到实验数据后，使用数据处理软件对反应动力学曲线进行分析，比较不同催化剂对微囊藻毒素的影响，寻找最优的Bi2WO6光催化条件和实验参数。

四、预期成果和意义：本研究通过探究Bi2WO6光催化降解微囊藻毒素的方法和机理，研究Bi2WO6对微囊藻毒素的降解效率、反应动力学和影响因素等特性，得到以下预期成果：1. 研究Bi2WO6光催化材料的合成和表征；2. 探究Bi2WO6光催化降解微囊藻毒素的反应过程和反应机理，得出反应动力学模型；3. 研究Bi2WO6对微囊藻毒素的降解效率、反应动力学及其受影响的因素，比较不同光催化材料降解微囊藻毒素的性能差异；4. 提出Bi2WO6光催化降解微囊藻毒素的优化反应条件。

微囊藻毒素研究进展

微囊藻毒素研究进展摘要：微囊藻毒素(Microcystins，MCYSTs，MCs)为富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素，从毒理学、环境科学、生物学及化学等方面对MCs 巳的研究已有较多报道。

本文综述了MCs 的具体的概念、对生物的影响，并对关于MCs 在产生机理、分离检测方法和水理过程中的去除方法等方面的研究进展，并对目前研究的不足提出了几点意见。

关键词：微囊藻毒素，水华，毒素，藻类植物1. 前言日趋严重的水体富营氧化使水华(Water bloom)发生已成为全球性的环境问题。

我国多数淡水湖泊中形成水花的优势藻种，主要为有毒的蓝藻，这些毒藻可产生具有明显肝毒性的肽类物质，称为微囊藻毒素(Microcystins，MCYST)。

近年来，由于饮用藻毒素污染的水体，而导致家禽、野生动物中毒，甚至死亡的事件频繁发生，藻类毒素对人体健康的危害已引起了人们的关注。

我国的一些饮用水水源也已受到了有毒藻类的严重污染。

本文就微囊藻毒素对生物危害、采集、检测及去除微囊藻的方法作了简单的介绍，着重在于微囊藻毒素的产生与环境的关系的介绍。

2. 微囊藻毒素（MCYST）2.1 微囊藻毒素淡水藻类中，毒性最强、污染最广、最严重的是蓝藻门。

目前已肯定的有毒藻类有铜锈微囊藻、水华鱼腥藻、水华束丝藻、阿氏颤藻、泡沫节球藻及念珠藻等。

这些藻类不只产生一种毒素，如环境发生变化，一种藻类可产生几种毒素。

它是一种肝毒素，这种毒素是肝癌的强烈致癌剂[1]。

虽然在1878 年Francis就最早报道了泡沫节球藻会对动物产生毒害作用，但人们对藻类分子结构的认识还不满40 年。

1959 年Bishop首次分离出藻毒素后，不断有相关报道发表。

美国、日本、澳大利亚、印度、加拿大、芬兰等lO多个国家都曾报道了其湖泊、水库中有毒水华的形成，并分离出有毒藻株[2]。

我国的东湖、巢湖、太湖、滇池、淀山湖、黄浦江等饮用水水源及各种湖泊在夏秋季节藻类水华严重，每年长达7—8 个月，而天然水体蓝藻水华80％是产毒的[3]。

微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展

微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展摘要：水体富营养化加剧，导致了蓝藻水华在世界范围内频发。

蓝藻产生的微裳藻毒素是最常见的一种藻毒素，对人类和动物造成了很大的危害甚至导致死亡。

微囊藻毒素经非核糖体合成途径由多肽合成酶合成。

对微囊藻毒素的结构与性质、微囊藻毒素合成基因的功能及其生物合成、微囊藻毒素的分子生物学检测技术进行了评述，对未来的研究方向进行了展望。

关键词：微囊藻毒素；蓝藻：基因；检测随着社会的发展，生活及工农业生产中大量含氮、磷的废污水未经有效处理被排入水体中，导致水体富营养化，蓝藻等藻类成为水体中的优势种群，大量繁殖形成水华，蓝藻水华暴发带来的微囊藻毒素（microcystin，MC）污染已经成为全球关注的环境问题。

微囊藻毒素造成了众多中毒事件，对人类和动物的健康造成了很大的威胁。

深入认识微囊藻毒素，了解微囊藻毒素的结构、编码基因及其合成，有助于对微囊藻毒素进行有效的监测，对微囊藻毒素的合成进行干预，从而在监测、控制和消除等方面有效解决微囊藻毒素的危害问题，对水体环境的保护具有重要的现实意义。

1微囊藻毒素的结构与性质微囊藻毒素是一种单环七肽肝毒素，一般结构为环（D-Ala-X-D-MeASp/D-Asp-Z-Adda—D-Glu-Mdha）（图1）。

分子结构1位上是D-丙氨酸（D-Ala）；2、4位上的X和Z分别代表不同的氨基酸；3位上是D-赤-β-甲基天冬氨酸（MeAsp）；5 位上是（2S，3S，8S，9S）-3-氨基—9—甲氧基一2，6，8-3甲基-10-苯基-4，6-_烯酸（Adda）；6位上是D一谷氨酸（D-Glu）；7位上是N一甲基脱氢丙氨酸（Mdha）。

其中.Adda是一种特殊氨基酸，是毒素活性表达所必需的基团，其结构改变会导致毒性减弱或丧失。

因为结构中存在可变氨基酸，所以微囊藻毒素有多种异构体，目前发现的已经超过90种。

其中最普遍、毒性较大的是MC-LR、RR和YR（L、R、Y分别代表亮氨酸、精氨酸和酪氨酸）。

光催化氧化法降解微囊藻毒素研究进展

ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＤｅｇｒａｄａｉｔｏｎｏｆＭｉｃｒｏｃｙｓｔｉｎｓｂｙＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｉｔｃＯｘｉｄａｔｉｏｎ
ＸＵＬｕ－ｊａｎＦＥＮＧＣｕｉ－ｙａｎｇＬＩＵＺｈｅｎ－ｐｅｎｇＬＩＭｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｃｏｎｏｍｉｃｓａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，ＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ２６６５８０）
ＡｂｓｔｒａｃｔＣｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌｂｌｏｏｍｓｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｓｅｉｏｒｕｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｅｖｅｎｔｈｒｅａｔｅｎｓｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｈｅｔｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｆｏｒｈｕｍａｎｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｒｅｍｏｖｌａｏｆｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｎｓｉｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓ，ｈｅｎｃｅ，ｎｅｗｓｏｌｕｔｉｏｎｓｓｈｏｕｌｄｂｅｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ．ｈｅＴａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｐｈｏｔｏｃａｔｌｙａｔｉｃＦｅｎｔｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｏｘｉｄａｔｉｏｎｍ￣ｈｏｄｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｇｒｅｓｓｗａｓ

UV光催化高级氧化降解微囊藻毒素的研究进展

UV光催化高级氧化降解微囊藻毒素的研究进展
刘海勇;刘建广;宋武昌;孙韶华;贾瑞宝
【期刊名称】《城镇供水》
【年(卷),期】2016(000)006
【摘要】目前水体富营养化引起的水华问题越来越普遍，其中水华中蓝藻产生的微囊藻毒素带来的饮水安全问题越来越不容忽视，文章综述了UV/H2O2、
UV/TiO2、UV/O3高级氧化处理微囊藻毒素的研究进展并对未来进行了展望。

【总页数】6页(P21-26)
【作者】刘海勇;刘建广;宋武昌;孙韶华;贾瑞宝
【作者单位】山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南 250100; 山东省城市供排水水质监测中心，山东济南 250021;山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南 250100;山东省城市供排水水质监测中心，山东济南 250021;山东省城市供排水水质监测中心，山东济南 250021
【正文语种】中文
【相关文献】
1.UV/Fenton/TiO2光催化氧化降解微囊藻毒素的研究 [J], 张维;董泽琴;张琳;杨再荣
2.TiO2光催化氧化降解微囊藻毒素研究进展 [J], 陈德强;韦昭平
3.UV/Fenton/TiO_2光催化氧化降解微囊藻毒素的研究(英文) [J],
4.UV/H2O2高级氧化技术去除饮用水中微囊藻毒素的研究进展综述 [J], 刘海勇;刘建广;宋武昌;孙韶华;贾瑞宝
5.UV-ViS/H2O2/草酸铁络合物非均相光催化氧化降解分散染料 [J], 李春辉;姜晓璐
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

K_6Nb_(10.8)O_(30)对微囊藻毒素的光催化降解研究

K_6Nb_(10.8)O_(30)对微囊藻毒素的光催化降解研究邹曦;张高科;胡艳君;潘晓洁;万成炎;邹怡;张曼【期刊名称】《水生态学杂志》【年(卷),期】2015(36)5【摘要】通过合成含铌类复合氧化物光催化剂,研究其光催化降解微囊藻毒素效率和作用机理,为去除水体中微囊藻毒素提供高效环保的水处理技术。

采用溶胶凝胶法制备了铌酸盐光催化剂K_6Nb_(10.8)O_(30),利用X射线衍射、扫面电镜、紫外可见漫反射光谱等对光催化剂进行了结构表征,该化合物结构是属于四方相钨青铜结构,空间群为P4/mbm(127),晶粒呈长方柱性,直径约为150 nm,长度400~600 nm,吸收能带为2.92 e V;在紫外光(UVA)辐照条件下,考察了催化剂对微囊藻毒素(MC-LR)的光催化降解效果,利用高效液相色谱测定水体中微囊藻毒素浓度。

结果表明,光催化剂K_6Nb_(10.8)O_(30)能够有效的降解藻毒素,降解过程受到pH值、藻毒素的初始浓度、催化剂投加量和光照的影响;在光辐射强度为556μW/cm^2、pH值4.24、催化剂投加量为0.375 g/L的试验条件下,初始浓度3 mg/L的藻毒素在180 min之内降解率达到93%;对催化剂反应前后的红外光谱分析表明,藻毒素的降解最终不是被催化剂吸附,而是被光催化降解;动力学研究表明,微囊藻毒素的光催化剂降解反应符合一级反应动力学规律,随着微囊藻毒素初始浓度的增大,反应速率常数逐步降低,半衰期也逐渐变长。

【总页数】7页(P8-14)【关键词】光催化;微囊藻毒素;降解;K6;Nb10.8;O30【作者】邹曦;张高科;胡艳君;潘晓洁;万成炎;邹怡;张曼【作者单位】水利部中国科学院水工程生态研究所水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室;武汉理工大学资源与环境工程学院;广西柳州钢铁(集团)公司技术中心【正文语种】中文【中图分类】Q142【相关文献】1.UV光催化高级氧化降解微囊藻毒素的研究进展 [J], 刘海勇;刘建广;宋武昌;孙韶华;贾瑞宝2.Fe2O3/Bi2WO6对微囊藻毒素的光催化降解研究 [J], 倪利晓;刘旭阳;陈春明3.微囊藻毒素直接光解和TiO2光催化降解对比研究 [J], 史红星;吴黎敏;白云;张敏;迟卉;汪海涛4.光催化纳米材料降解微囊藻毒素的研究进展 [J], 林英姿;朱洋;李昂;林涣;刘根5.环境水体微囊藻毒素的光催化降解途径与机制研究 [J], 王逸飞; 倪利晓; 岳菲菲; 刘烜瑜; 王娜; 陈旭清; 张建华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

催化臭氧化技术降解藻毒素研究

2Байду номын сангаас国内外研究概况
——高级氧化技术技术
MCs化学结构非常稳定，毒性强，应用高级氧化技术能有效地破坏其结构，并将其降解为小分子物质。已有的技术：臭氧氧化，芬顿法，UV+双氧水， UV+H2O2，UV／Fenton／TiO2，臭氧+芬顿等
2 国内外研究概况
——臭氧氧化技术技术

臭氧氧化是公认的水处理中最有效的方法，具有一个较高的氧化电位+2.07V。Fares的研究表面明在臭氧的初始浓度较高时，它对 MC-LR和MC-RR的降解有很好的效果。张可佳、缪恒锋等研究发现臭氧降解MC-LR 的速率受臭氧投加量、pH值和一些阴离子的影响较大。MC-LR的降解速率随着臭氧投加量的增加而提高，随pH值的升高而降低。
1 背景
目前，世界上淡水湖泊蓝藻发生的频率与重程度都呈增长的趋势，发生的地点遍布全球各地，藻毒素引起的野生动物、家禽和家畜等中毒或死亡的事件已有许多报道。常规饮用水处理技术并不能有效地脱除水体中的藻毒素。藻毒素对人们的饮水安全造成了严重的威胁，水体中藻毒素污染已成为一个全球性的环境问题而日益受到人们的注。
6: 课题的方法、思路
——研究催化臭氧化与直接臭氧化的比较
1：控制条件，选择以催化剂为单因素的条件进行氧化实验比较。通过比较实验的指标，来比较两者的降解性能的优劣。测定指标为：UV254，MC-LR
2：以上述实验为基础，讨论pH环境对氧化性能的影响，得出催化臭氧化和直接臭氧化受pH环境影响的曲线，通过比对曲线来讨论两者的pH适用性。测定指标为：pH （前后），MC-LR。
2 国内外研究概况
——常规水处理技术

微囊藻毒素去除技术研究现状及进展

微囊藻毒素去除技术研究现状及进展
陈丹;王华生;周振宁;曾益宣;吴文昱;周丰秋;李佳棋
【期刊名称】《环境科学与技术》
【年(卷),期】2024(47)2
【摘要】蓝藻水华造成的最主要危害之一是产生和释放微囊藻毒素(MCs),其会直接危害到水环境和人类健康,因此选用切实可行的MCs去除新技术对于富营养化水体的治理至关重要。

文章从物理方法、化学方法、生物方法以及组合方法综述了目前国内外MCs的去除方法的研究现状及进展,主要包括吸附、膜滤、氧化剂氧化、光化学氧化、光催化、生物降解、吸附和光催化、吸附和生物降解组合等工艺。

并在此基础上从4个方面提出未来MCs去除技术的发展方向:对蓝藻水华暴发机制进行详细研究,研究MCs更加详细的去除机理,对MCs的降解产物进行进一步毒性研究,以及开发天然可生物降解且易于从水中分离和回收的吸附材料。

希望能为今后蓝藻水华污染修复,特别是消除MCs对水环境以及人类的影响提供参考。

【总页数】9页(P215-223)
【作者】陈丹;王华生;周振宁;曾益宣;吴文昱;周丰秋;李佳棋
【作者单位】江西理工大学土木与测绘工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】X52
【相关文献】
1.微囊藻毒素去除技术研究进展
2.富营养化水体中微囊藻毒素(MCs)去除技术研究进展
3.微囊藻毒素水中去除技术研究进展
4.富营养化水域中微囊藻毒素的控制去除技术研究
5.饮用水中微囊藻毒素去除技术研究进展
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

UVH2O2催化氧化去除微囊藻毒素-LR

UVH2O2催化氧化去除微囊藻毒素-LR
UV/H2O2催化氧化去除微囊藻毒素-LR
研究了UV/H2O2氧化降解微污染水体中微囊藻毒素MC-LR的效果,探讨了各种因素如H2O2浓度、pH值、光强、MC-LR浓度及反应时间对降解的影响.UV和H2O2氧化去除MC-LR具有协同作用,H2O2在UV照射下产生的羟基自由基对MC-LR有很强的氧化能力.MC-LR 的降解过程可用准一级反应速率方程和二级反应速率方程拟合.反应速率常数随MC-LR的起始浓度增加而减少,反应半衰期随MC-LR的起始浓度增加而延长.在H2O2浓度为1.0 mmol/L、反应温度为(25.5±1)℃、pH值为6.8、光强2.5×104 lux及反应时间60 min的条件下,质量浓度为0.203 mg/L的MC-LR的去除率可以达到80.8%.结果表明,UV/H2O2氧化体系能有效地降解MC-LR.
作者：乔瑞平李楠漆新华王启山庄源益 QIAO Rui-ping LI Nan QI Xin-hua WANG Qi-Shan ZHUANG Yuan-yi 作者单位：南开大学环境科学与工程学院,天津,300071 刊名：安全与环境学报 ISTIC PKU 英文刊名：JOURNAL OF SAFETY AND ENVIRONMENT 年，卷(期)：2005 5(2) 分类号：X52 关键词：环境工程微囊藻毒素-LR 降解动力学 UV/H2O2催化氧化体系。