擬柱孢藻及其毒素在聚合氯化鋁鐵混凝工藝中的遷移轉(zhuǎn)化.pdf

1、隨著水體富營養(yǎng)化程度的加劇，藍藻水華在我國眾多淡水水源中頻繁出現(xiàn)，嚴重威脅飲用水安全。近年來，由于全球氣候變暖，擬柱孢藻（Cylindrospermopsis raciborskii）的生長區(qū)域不斷擴張，已在我國眾多熱帶、亞熱帶及溫帶地區(qū)水源地頻繁檢出，甚至形成水華。擬柱孢藻產(chǎn)生的柱孢藻毒素(CYNs)是一種肝毒素，能夠?qū)Ω闻K、腎臟和胸腺等組織產(chǎn)生毒性損害，對人類及其他動物健康構(gòu)成嚴重威脅。然而，作為眾多飲用水源中的有毒藍藻之一，擬柱孢

2、藻在飲用水處理工藝中尚未得到足夠重視。
　　混凝沉淀是給水廠常規(guī)生產(chǎn)的核心工藝，能有效去除藻細胞。目前，國內(nèi)外關(guān)于混凝工藝中藍藻的去除研究主要是針對銅綠微囊藻，而關(guān)于擬柱孢藻及其毒素在混凝工藝中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律缺乏清晰深入的認識。擬柱孢藻與之前廣泛研究的銅綠微囊藻在形態(tài)、大小、結(jié)構(gòu)及生理特性等方面差異較大，其在混凝工藝中的遷移轉(zhuǎn)化特性不能與銅綠微囊藻一概而論。因此，研究擬柱孢藻在混凝工藝中的去除效果及其代謝物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，對保障飲

3、用水安全具有重要意義。
　　本研究模擬水華發(fā)生期的高濃度擬柱孢藻水體，采用聚合氯化鋁鐵(PAFC)混凝工藝處理含藻水，優(yōu)化了有效去除擬柱孢藻的混凝工藝參數(shù)，考察了混凝過程對擬柱孢藻細胞完整性的影響，揭示了底泥堆置過程中擬柱孢藻的毒素釋放規(guī)律及響應(yīng)機理。最后，闡明了擬柱孢藻與銅綠微囊藻在混凝工藝中的行為差異。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)本實驗優(yōu)化所得有效去除水華期(106cells/mL)擬柱孢藻（FACHB-1503）的最

4、佳混凝條件為:混凝劑PAFC10mg/L，快攪速度200r/min、時間1.5min，慢攪速度20r/min、時間25min，靜置沉淀時間40min。
　　(2)在最佳混凝條件下，擬柱孢藻細胞被完整無破損去除?；炷^程中，過量的PAFC劑量(＞10mg/L)會導(dǎo)致額外的CYNs釋放;而機械攪拌強度的改變不會對擬柱孢藻細胞產(chǎn)生不利影響。
　　(3)混凝后，大量擬柱孢藻細胞轉(zhuǎn)移至底泥中。含藻底泥堆置6天后，擬柱孢藻細胞遭受嚴重的

5、氧化損傷，由于細胞裂解而釋放出大量的CYNs等代謝物質(zhì)，上清液中胞外有機物含量明顯升高。本研究建議含擬柱孢藻底泥應(yīng)該6天內(nèi)進行合理處置，以減少藻毒素等代謝物質(zhì)對上清液的二次污染。
　　(4)在混凝工藝中，擬柱孢藻及其毒素的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律與銅綠微囊藻存在明顯差異:混凝過程中，較高劑量的PAFC可導(dǎo)致擬柱孢藻釋放額外的CYNs，而銅綠微囊藻不受PAFC劑量的影響，不會引起額外的微囊藻毒素釋放;在底泥堆置期間，擬柱孢藻細胞受到氧化損傷，并