過硫酸鹽對銅綠微囊藻的去除效果和機理探究.pdf

1、一直以來由于氣候變化和水體富營養(yǎng)化，全球范圍內(nèi)蔓延的藍藻水華威脅著生態(tài)系統(tǒng)和人類健康，特別是在作為飲用水水源的江河、水庫中普遍存在。在中國，每年湖泊藍藻水華的爆發(fā)已成為嚴重的水污染問題之一，藍藻水華污染對目前我國的飲用水安全構(gòu)成了相當嚴重的威脅。
　　地表水微藻的季節(jié)性增值引發(fā)的水體變色和嗅味問題更加給水處理過程帶來挑戰(zhàn)，難度主要在于水處理設(shè)施中細胞濃度的增加和藻類代謝活動中由細胞分泌至周圍環(huán)境中的代謝產(chǎn)物，以及由于各類因素引起的

2、細胞裂解導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)的釋放，這些物質(zhì)在飲用水處理過程中還會產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的增加等不利后果的衍生。因此，去除藍藻細胞和水中的次生代謝產(chǎn)物已成為一項艱巨的任務(wù)，亟需開發(fā)出一種高效低副產(chǎn)物生成的方法應(yīng)對飲用水水源中的水華污染。
　　在本文中首先使用過硫酸鹽分別對胞外分泌物的三種主要模型化合物進行氧化，檢測了處理后的模型化合物降解產(chǎn)物隨過硫酸鹽投加劑量不同，處理液中總有機碳（TOC）、254納米處吸光度、Zeta電位和熒光特性的影響。發(fā)現(xiàn)

3、了過硫酸鹽在處理三種模型化合物時對蛋白質(zhì)類的特異性降解效果，證明過硫酸鹽在對蛋白質(zhì)類物質(zhì)進行處理時是具有優(yōu)勢的。同時也發(fā)現(xiàn)了，對腐殖酸等小分子物質(zhì)，過硫酸鹽的氧化能力是有限的，無法將它們完全礦化。
　　而后本文中選取藍藻爆發(fā)期間的代表藻種銅綠微囊藻，在實驗室條件下培養(yǎng)成純藻種培養(yǎng)液來模擬藻華爆發(fā)期間的高藻水處理的效果。對不同過硫酸鹽投加劑量下銅綠微囊藻純藻種培養(yǎng)液處理后的藻細胞去除率、Zeta電位、藻細胞胞內(nèi)物質(zhì)泄露情況和出水中的

4、鐵離子濃度等各項指標進行檢測。結(jié)果表明在過硫酸鹽投加量為400μM/L時的效果最好，此時的銅綠微囊藻細胞去除率最高，達到了97.2％。并且由于此時的混凝效果最好，活化劑的投加并不會對出水的鐵離子含量有過多影響。同時也發(fā)現(xiàn)了過高的過硫酸鹽投加量會引起藻細胞的破裂，為實際應(yīng)用提供了參考。
　　本文進一步對處理后的銅綠微囊藻細胞和上清液中官能團在不同過硫酸鹽投加劑量下的變化進行表征，通用官能團的前后變化和不同劑量過硫酸鹽的處理對銅綠微囊

5、藻細胞形態(tài)的改變來闡述過硫酸鹽預(yù)氧化處理銅綠微囊藻的機理。結(jié)果表明，過硫酸鹽的投加使藻細胞胞外分泌物中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的非共價相互作用因氧化作用而發(fā)生改變，最終影響了細胞的沉降性能。并通過不同劑量過硫酸鹽的處理對銅綠微囊藻細胞形態(tài)從飽滿光滑的球形，到細胞膜邊界模糊，最終發(fā)展到萎縮塌陷至無法維持細胞基本形態(tài)而完全破碎這一實驗現(xiàn)象進一步證明，適量的過硫酸鹽可以得到藻細胞的去除，而過量過硫酸鹽的投加反而會造成出水質(zhì)量不理想的后果。
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