專(zhuān)利名稱(chēng)：水體中消除微囊藻毒素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飲用水處理技術(shù)，更具體涉及一種水體中消除微囊藍(lán)藻毒素的方法，尤其適合以受藍(lán)藻繁殖而污染的水源為取水點(diǎn)的飲用水。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著地面水污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化加劇，我國(guó)的許多湖泊水庫(kù)如滇池、太湖、巢湖、淀山湖等等由于藍(lán)藻，通常是微囊藻大量繁殖形成水華而造成水質(zhì)惡臭被迫停止供水。水華的污染已是一個(gè)普遍的問(wèn)題。這類(lèi)藻類(lèi)能產(chǎn)生微囊藻毒素(Microcystins)，微囊藻毒素的毒性作用最常見(jiàn)的表現(xiàn)是引起急性肝中毒，目前已確定微囊藻毒素能夠不可逆抑制生物體內(nèi)的蛋白磷酸酶1和2A從而對(duì)生物體造成急性和慢性毒害。最近幾年的研究認(rèn)為微囊藻(Microcystis)、節(jié)球藻(Nodularia)等產(chǎn)毒藻類(lèi)產(chǎn)生的微囊藻毒素和節(jié)球藻毒素(Nodularin)是現(xiàn)有促癌劑中促癌力較強(qiáng)的毒素。此類(lèi)毒素化學(xué)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，能夠在浮游動(dòng)物和魚(yú)體內(nèi)富集和存留，并能通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)、食物鏈對(duì)人類(lèi)所造成潛在威脅。據(jù)此世界衛(wèi)生組織(WHO)對(duì)飲用水中微囊藻毒素的含量制定了一個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定微囊藻毒素含量不能超過(guò)1μg/L。
由微囊藻大量生長(zhǎng)造成毒素污染勢(shì)將給人類(lèi)帶來(lái)愈來(lái)愈嚴(yán)重的危害。由于微囊藻毒素結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，常規(guī)的水處理方法不能完全消除水中的微囊藻毒素，并且不能消除因藍(lán)藻繁殖而帶來(lái)的藻源異味物。一種可靠有效地消除飲用水水源中的微囊藻毒素的工藝技術(shù)勢(shì)在必行。經(jīng)檢索未見(jiàn)到一種水體中消除微囊藻毒素的方法被報(bào)道和使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種水體中消除微囊藻毒素的方法，方法簡(jiǎn)便，水質(zhì)好，使用安全，在水中極為方便的消除微囊藻毒素和藻源異味物質(zhì)，有效地利用了受藍(lán)藻繁殖而污染的水源。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，該方案按照以下步驟進(jìn)行
A.將水體中的藻類(lèi)用砂石過(guò)濾、澄清由于微囊藻毒素存在于微囊藻細(xì)胞內(nèi)，當(dāng)微囊藻細(xì)胞破裂死亡后會(huì)釋放到水中，減少水中的微囊藻細(xì)胞數(shù)量也是脫毒的關(guān)鍵步驟之一。用砂石過(guò)濾、澄清可以大大降低水中的懸浮物和微囊藻細(xì)胞數(shù)。
B.植物吸收處理上述處理后的水通過(guò)一片栽培有濕生植物的沙土濾池，靠植物根系來(lái)吸收分解一部分有機(jī)物雜質(zhì)和微囊藻毒素。
C.活性碳吸附裝置上述處理后的水通過(guò)活性碳吸附裝置，進(jìn)一步消除水中的懸浮物和微囊藻細(xì)胞。
D.臭氧處理采取通含高濃度臭氧的空氣的方法。根據(jù)水的色度和污染情況選擇使用臭氧的劑量(臭氧的劑量范圍0.05-5mg每升水)。
E.處理后水樣中微囊藻毒素的檢測(cè)處理后的水樣必須對(duì)微囊藻毒素含量進(jìn)行檢測(cè)以檢查脫毒的效果。WHO的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)飲用水中微囊藻毒素的濃度應(yīng)小于1μg/L。根據(jù)設(shè)計(jì)的脫毒方案，出水的微囊藻毒素含量應(yīng)控制在0.1μg/L以下。目前為止水體中微囊藻毒素的檢測(cè)方法大多設(shè)備儀器和維護(hù)費(fèi)用昂貴，從一般的水處理企業(yè)能承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)能力出發(fā)，設(shè)計(jì)完善了一套可靠完整的用高效液相色譜檢測(cè)的方法，該方法由毒素抽提、清洗分離、定容、HPLC檢測(cè)四個(gè)步驟組成，方法的靈敏度可以檢測(cè)到0.1μg/L的微囊藻毒素。
本發(fā)明與現(xiàn)有的水處理技術(shù)相比，有以下的優(yōu)點(diǎn)和效果1.脫毒效率高臭氧脫毒工藝與氯氣處理方法相比，其氧化能力是氯的兩倍，殺菌能力是氯的數(shù)百倍。本方法降解藻類(lèi)毒素的效率極高，輔以其它處理方法，就能徹底地除去藻類(lèi)毒素。
2.使用安全，無(wú)副作用 用臭氧處理中，多余的臭氧會(huì)迅速分解成氧氣在水中溶解或釋放，不會(huì)對(duì)水源造成二次污染。
3.能夠完全消除因藍(lán)藻繁殖帶來(lái)的藻源異味物質(zhì)，并且臭氧處理后水無(wú)常規(guī)水處理方法帶來(lái)的異味。
4.毒素檢測(cè)方法可靠，保證了處理后水質(zhì)達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)好。
具體實(shí)施例方式
在水體中消除微囊藻毒素的方法，具體步驟如下1.將水體中的藻類(lèi)用砂石過(guò)濾、澄清從受藍(lán)藻繁殖而污染的取水點(diǎn)用泵抽取水，通入一到兩個(gè)裝滿(mǎn)砂石裝置的濾池過(guò)濾處理。注意控制流速盡量降低水中的懸浮物和微囊藻細(xì)胞數(shù)。
2.植物吸收處理上述處過(guò)濾后的水通過(guò)一片栽培有蘆葦、茭白、香蒲、燈芯草等品種濕生植物的沙土濾池，水深10-40厘米，靜置1-5天。定期(30-150天)采收和更換濾池中的植物，保持它們吸附毒素和其它有害物的能力。
3.活性碳吸附裝置上述植物處理后的水抽出，通過(guò)一活性碳吸附裝置進(jìn)一步脫毒。控制水通過(guò)活性碳吸附裝置的流速，定期用光學(xué)顯微鏡檢查處理后的水樣，以無(wú)藍(lán)藻細(xì)胞出現(xiàn)為合格。每隔一段時(shí)間更換活性炭，時(shí)間為15-150天。
4.臭氧處理上述活性碳吸附裝置處理后的水通入一個(gè)密閉的水池，通入含高濃度臭氧(臭氧含量在5-20％)的空氣進(jìn)行脫毒處理。根據(jù)水的色度和污染情況選擇使用臭氧的劑量，臭氧在水溶液的濃度控制在0.05-5mg/L，臭氧處理時(shí)間為5-25分鐘。臭氧處理后水應(yīng)靜置20-30分鐘，使殘余的臭氧完全分解成氧氣。
5.處理后水樣中微囊藻毒素的檢測(cè)取臭氧處理后的水樣0.2-2升，加5％醋酸后過(guò)ODS-C18柱(預(yù)先用10ml 100％甲醇活化)2-3次后，依次用20％甲醇5-20ml、100％甲醇5-20ml清洗ODS-C18柱，收集100％甲醇過(guò)ODS-C18柱的清洗液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮干燥后，用60％甲醇溶解并準(zhǔn)確定容到0.2-2ml。上HPLC檢測(cè)樣品毒素含量。(色譜條件UV 238nm流動(dòng)相磷酸緩沖液pH3.0)出水以HPLC不檢測(cè)到有微囊藻毒素的出峰為合格標(biāo)準(zhǔn)(微囊藻毒素含量＜0.1μg/L)，否則應(yīng)加臭氧繼續(xù)處理。
權(quán)利要求
1.一種水體中消除微囊藻毒素的方法，包括下列步驟A、將水體中的藻類(lèi)用砂石過(guò)濾、澄清從受藍(lán)藻繁殖而污染的取水點(diǎn)用泵抽取水，通入一到兩個(gè)裝滿(mǎn)砂石裝置的濾池過(guò)濾處理；B、植物吸收處理上述過(guò)濾后的水通過(guò)一片栽培有蘆葦、茭白、香蒲、燈芯草濕生植物的沙土濾池，水深10-40厘米，靜置1-5天，定期采收和更換濾池中的植物，保持吸附毒素和有害物；C、活性碳吸附裝置上述植物處理后的水抽出，通過(guò)一活性碳吸附裝置進(jìn)一步脫毒，控制水通過(guò)活性碳吸附裝置的流速，定期用光學(xué)顯微鏡檢查處理后的水樣，以無(wú)藍(lán)藻細(xì)胞出現(xiàn)為合格，每隔一段時(shí)間更換活性炭，時(shí)間15-150天；D、臭氧處理上述活性碳吸附裝置處理后的水通入一個(gè)密閉的水池，通入含高濃度臭氧的空氣進(jìn)行脫毒處理，臭氧含量在5-20％，根據(jù)水的色度和污染情況選擇使用臭氧的劑量，臭氧在水溶液的濃度控制在0.05-5mg/L，臭氧處理時(shí)間為5-25分鐘，臭氧處理后水應(yīng)靜置20-30分鐘，使殘余的臭氧完全分解成氧氣；E、處理后水樣中微囊藻毒素的檢測(cè)取臭氧處理后的水樣0.2-2升，加5％醋酸后過(guò)ODS-C18柱2-3次后，依次用20％甲醇5-20ml、100％甲醇5-20ml清洗ODS-C18柱，收集100％甲醇過(guò)ODS-C18柱的清洗液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮干燥后，用60％CH3OH溶解并準(zhǔn)確定容到0.2-2ml，上HPLC檢測(cè)樣品毒素含量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水體中消除微囊藻毒素的方法，該方法包括下列步驟首先將水體中的藻類(lèi)用砂石過(guò)濾、澄清，降低水中的懸浮物和微囊藻細(xì)胞數(shù)；其次是植物吸收處理，通過(guò)栽培有濕生植物的沙土裝置，吸收分解一部分有機(jī)物雜質(zhì)和微囊藻毒素；第三是通過(guò)活性炭吸附裝置，進(jìn)一步消除水中的懸浮物和微囊藻細(xì)胞；第四是臭氧處理，采取通含高濃度臭氧的空氣的方法；第五是處理后水樣中微囊藻毒素的檢測(cè)，采用高效液相色譜檢測(cè)的方法檢測(cè)飲用水中微囊藻毒素的含量。本發(fā)明具有脫毒效率高，使用安全、無(wú)副作用、處理后水無(wú)異味的優(yōu)點(diǎn)，適合因受藍(lán)藻繁殖而污染的水源的水處理。
文檔編號(hào)C02F9/02GK1562821SQ20041001293
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月27日
發(fā)明者劉永定, 沈強(qiáng), 沈銀武, 李敦海 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所