一种水体微囊藻毒素－LR处理药剂及使用方法

我国水体富营养化非常严重，饮用水水源地受到了不同程度富营养状况的影响。2009年中国环境质量状况公报指出，全国地表水的污染状况依然很严重，其中淡水湖泊(水库)富营养化的问题最为突出。26个国控重点湖泊(水库)中，满足II类水质的只有1个，III类的5个，IV类的6个，V类的5个，劣V类的9个，其中主要的污染指标为总氮和总磷。目前，水华中的蓝藻主要有铜绿微囊藻、鱼腥藻、颤藻、念珠藻、束丝藻、螺旋藻等，其中会产生并释放微囊藻毒素的为铜绿微囊藻、鱼腥藻、颤藻和念珠藻。微囊藻毒素多数存在于蓝藻细胞中，在蓝藻死亡后经过细胞破裂，释放出胞内藻毒素，污染水体，对水质安全造成影响，其中急性毒性最大，出现频率最高的一种微囊藻毒素为微囊藻毒素-LR，我国“生活饮用水卫生规范”和城市供水“水质标准”均规定微囊藻毒素-LR的最高浓度为1.0μg/L，因此水体中微囊藻毒素-LR的处理(尤其是蓝藻水华爆发时期)就显得非常重要。微囊藻毒素-LR的结构为环状七肽，结构非常稳定，高温不分解，抗pH变化，不被颗粒物所吸附，且其易溶于水和有机溶剂，常规的水处理工艺很难将其从水体中去除。目前，国内外对水体中的微囊藻毒素-LR有了很多的研究，主要的处理方法包括：物理修复和化学修复。物理修复技术主要包括气浮法、膜过滤法、机械除藻法和吸附法，通过去除藻类来去除微囊藻毒素-LR，修复速度快，但是人力和物力投入大，能耗高，不能处理溶解于水体中的微囊藻毒素-LR。化学修复技术包括氯气氧化法、臭氧氧化法、高锰酸钾氧化法、高级氧化法、光催化法。其中高级氧化法修复效果好，反应时间短，能有效降解水体中的有机污染物，适合高浓度有机废水等的处理，因而被广泛应用于水处理领域。常用的高级氧化化学试剂包括芬顿试剂、高锰酸钾、臭氧和过硫酸盐。芬顿试剂反应剧烈，反应体系需要严格控制pH至3以下，后期应用时负效应较大。高锰酸钾作为氧化剂处理微囊藻毒素-LR也有一定的局限性，成本较高，且向水体中加入了重金属锰离子和提高了水的色度，从而增加了后续处理成本。臭氧在水体中不稳定，不利于工作人员对反应进行控制，利用率不高，且难于运输。过硫酸盐氧化技术是环境领域的一种新型氧化技术，常用的过硫酸盐包括过硫酸钠(Na2S2O8)和过硫酸钾(K2S2O8)，由于K2S2O8的溶解度比较低，多采用Na2S2O8作为氧化剂。常温条件下，Na2S2O8在水溶液中比较稳定，与有机污染物的反应速度较慢。但是，在一定条件下可以将过硫酸钠活化成氧化性更强的硫酸根自由基                                               能够对大部分有机污染物进行氧化降解，是目前最有前景的一种化学氧化修复药剂。

过硫酸钠作为氧化剂与芬顿试剂和臭氧相比，在水体中较稳定，存在时间较长，经活化的过硫酸钠半衰期可以达到10-20天；与高锰酸钾相比较，过硫酸钠不会对水体的理化性质造成明显的影响，且不会带入有害重金属锰离子和使水体色度增加。过硫酸钠的活化方式有：热活化、过渡金属活化、光活化等。热活化成本较高，操作不方便。过渡金属可以活化过硫酸钠产生氧化性更强的，但是投加量过度会消除硫酸根自由基，从而降低过硫酸钠的利用率。所以当采用硫酸亚铁活化过硫酸钠时必须严格控制硫酸亚铁投加量；同时要调整反应条件为酸性。光活化的方式只适合用于透光性好的环境，当处理大量废水时，效果不太理想。总之，在处理铜绿微囊藻水中的微囊藻毒素-LR的方法中，迄今尚未发现实用、高效的过硫酸钠活化药剂。

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