原水微污染对水处理的影响
mengyan197206
2008年04月10日 13:36:48
来自于水处理
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饮用水味的来源及产生饮用水中嗅味主要由水中的腐殖质等有机物,藻类,放线菌和真菌以及过量投氯引起,现已查明水中的主要致臭物质有土臭素,2-甲基异茨醇,2-异丁基-3-甲氧基呲嗪,2、4、6-三氯回香醚等,它们的阈值仅为0.01~0.05mg/L,根据有关资料,天然水体嗅味主要有草腥臭鱼腥臭,土臭、霉臭、油臭、金属臭等几大类致臭物,来源可分为三类。一是藻类等水生植物排出的代谢产物以及衰腐过程中产生的各类致臭物,主要是蓝藻中的胶网藻、颤藻、项圈藻和硅藻中的针杆础藻;二是放线菌、真菌等产生的霉臭,腐败臭类物质;三是排入水体的工业化学污染物和溶解的矿物盐等。

饮用水味的来源及产生
饮用水中嗅味主要由水中的腐殖质等有机物,藻类,放线菌和真
菌以及过量投氯引起,现已查明水中的主要致臭物质有土臭素,2-甲基异茨醇,2-异丁基-3-甲氧基呲嗪,2、4、6-三氯回香醚等,它们的阈值仅为0.01~0.05mg/L,根据有关资料,天然水体嗅味主要有草腥臭鱼腥臭,土臭、霉臭、油臭、金属臭等几大类致臭物,来源可分为三类。一是藻类等水生植物排出的代谢产物以及衰腐过程中产生的各类致臭物,主要是蓝藻中的胶网藻、颤藻、项圈藻和硅藻中的针杆础藻;二是放线菌、真菌等产生的霉臭,腐败臭类物质;三是排入水体的工业化学污染物和溶解的矿物盐等。
通常产生嗅味的来源有以下几个原因:
1、 藻类腐败可产生青草,鱼腥和霉臭等气味,藻类死亡后多数会
引起讨厌的嗅味,有些活藻如蓝绿藻,裸藻(大量)也可产生嗅味。
2、 霉菌和放线菌可产生泥土味,霉嗅味。这些嗅味往往容易和藻
类生产时的嗅味相混淆。在不流动的水中,特别是大建筑物的给水管道中,因水流缓慢停滞,霉菌和放线菌有适合的生存环境,当早晨开启水龙头时就闻到一股讨厌的嗅味。
3、 铁菌和硫菌产生的沉淀物,在分解时会释放出特殊的气味,硫
菌会产生臭鸡蛋气味的硫化氢,有些地下水的硫氢浓度可达10 mg/l。
4、 水中的铁浓度大于0.3 mg/l时,会有若涩味。
5、 过量的氯化物和和硫酸盐会使饮用水带有咸味。
6、 水中的酚等也会产生嗅味,酚和游离氯化合时有明显的氯酚气
味,只要0.001 mg/l酚与氯反应就会有刺鼻的气味。
7、 大剂量的加氯一般不会有明显嗅味感觉,当氯与有机物反应或氯与氨反应时会有嗅味。
8、 亚氯酸盐浓度过高也会产生嗅味。
9、 水龙头水中释放出的二氧化氯与空气中的有机物反应而形成煤焦油和猫尿的异味。
10、 土臭素为土味物质,其嗅域值约为1~10ng/l,二甲基冰片为霉味物质,其嗅域值约为5~10ng/l,两种物质均为饱和环叔醇类物质,其主要来源为藻类、放线菌和真菌的分泌物,具有挥发性。
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mengyan197206
2008年05月24日 14:52:36
22楼
摇蚊虫
一、水体富营养化危害:
水体富营养化是指湖泊、水库、河流以及河流入海口水体中营养物质(一般指氮和磷)过量从而引起水体植物(如藻类及大型植物)的大量繁殖。当水体出现富营养化时,在适宜的外界环境条件下,水中的藻类以及其它水生生物异常繁殖,以致发生红色、褐色或绿色的“水华”现象。其结果会导致水体透明度和溶解氧变化,造成水体水质恶化,从而使生态系统和水功能受到阻碍和破坏,严重的甚至会给水资源的利用,如饮用水、工农业供水、水产养殖、旅游以及水上运输带来巨大损失。一般认为水体处于富营养状态的指标是:水体中总氮大于0.2 ~0. 3 mg/L,总磷含量大于0.02mg/L,生化需氧量大于l 0mg/L。水体富营养化已成为污染的主要形式,并已成为一个普遍的趋势。多数城市人们日常生活产生的污水排放量已超过了工业废水的排放量,影响水体产生不同程度的富营养化,如昆明滇池、合肥巢湖、武汉东湖等。
2004年中国环境状况公报表明,滇池草海为劣V类水质,外海为V类水质,草海和外海的营养状态指数分别为79.4和63.3,使滇池处于重度富营养状态。富营养化使得滇池草海水质变黑,发臭,水葫芦疯长;外海藻类大量繁殖,水质变绿,发黄。水质的急剧恶化,影响到滇池的整个生态环境,昔日的美丽“明珠”正在变成一个臭水塘。巢湖由于总氮和总磷污染严重,全湖平均营养状态指数为62.1属中度富营养状态。太湖湖区富营养化评价表明,太湖湖体处于中度富营养状态。环湖主要河流和环湖交界水体污染严重,主要污染指标为氨氮、总磷和生化需氧量,在其88个水质监测断面中,高锰酸盐指数符合I -111类水质要求的断面占54.5%。水质综合评价,11类水质断面比例占1.1% o III类占12.6 %o , IV类占28.4% o , V类占15.9 %o,劣V类占42.O %o。与上年相比环湖河流水质无明显变化。其它大型淡水湖泊如镜泊湖水质为W类;洞庭湖为V类水质标准;南四湖、番区阳湖、达责湖、洪泽湖污染严重,为劣V类水质。从污染源分析来看,生活污水大于工业污水的增长速度,生活污水中洗衣粉带入的磷占磷负荷的一半以上,致使水中氮、磷量不断增加,藻类逐年增加,水质不断恶化。由此可见,湖泊富营养化呈逐渐加剧之趋势,有的已濒临危机。
工业废水、生活污水和含氮、磷等营养元素的农业退水大量进入水体,导致水体富营养化,不仅对水体自身的生态结构、功能带来不利影响,且造成以该类水体水为源水的净水厂的运行、管理问题,严重的可以使净水厂的供水量和水质得不到保证,甚至使水厂停止运行。其危害主要表现在以下几个方面:
(1)富营养化水体底部沉积大量有机物,在水体缺氧情况下,加剧了水体底部的厌氧发酵。如沼气发酵、硫酸盐还原反应等,也相应引起微生物种群,群落的演替,改变了原来的生态环境。
(2)水华或赤潮的发生,由于藻类和异氧菌的代谢活动,耗
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mengyan197206
2008年05月24日 14:53:12
23楼
(2)水华或赤潮的发生,由于藻类和异氧菌的代谢活动,耗尽了水中的溶解氧,大量藻类覆盖于水面,大气中的氧气不易溶于水造成缺氧,使浮游动物、鱼、贝类、虾等无法生存。其次有些藻类分泌恶臭,致毒物质及本身的死亡腐败使水质严重恶化,再加上赤潮生物很容易附在鱼类鳃上导致窒息死亡。
(3)海水中约有4000余种浮游藻类,其中约300种是可导致海水变色的赤潮种。在300种赤潮种中约有70种能产生毒素,可通过鱼或贝类等食物链对人类造成毒害,可造成人类消化系统或神经系统中毒。如赤潮生物中的微原甲藻、裸甲藻类等能产生一种对人毒性很大的有毒物质一一麻痹性贝毒(PSP),而有些水产动物对其有很大的抗性,当人误食了体内积聚了PSP的水产品,就能致病死亡。有些赤潮生物能产生腹泻性贝毒(DSP),主要积累在扇贝、贻贝等双壳动物的中肠腺,误食这类贝类后会产生腹泻、恶心、呕吐等症状。赤潮生物中的硅藻也能产生一种遗忘性贝毒(ASP),其主要成分是软骨藻酸。
(4)淡水的富营养化为水中藻类等微小生物的爆发性生长提供了十分有利的条件。特别是引起浮游藻类(主要是蓝藻属)的爆发而形成水华。其最大危害是产生藻毒素,给水生态系统、公共卫生安全带来严重威胁。在我国的太湖水体中,检测出藻毒素最大浓度值为世界卫生组织规定饮用水藻毒素含量(不超过1ug/L)的千倍以上,长江、黄河中下游的许多水库、湖泊也检测出藻毒素。水体中含一定浓度的藻毒素可产生鱼卵变形,蚤类死亡,鱼类行为和生长异常等现象。另外,微囊藻毒素(Microcystins)还被证明是一种促肿瘤剂,节球藻毒素是一种致癌物质。目前全国每年都有许多自来水厂因蓝藻暴发造成的水源污染而被迫减产或停产,对居民的饮用水安全供给构成了越来越严重的威胁。
(5)富营养化水体中过量繁殖的藻类会严重地影响给水处理效果:藻类带负电(Z电位一般在一40mV以上),难于混凝;藻类代谢产物(如碳水化合物、肤和有机酸等)会吸附在胶体颗粒表面,增加其负电性;同时也会与水中金属离子络合,穿透滤池。藻类比重小,沉淀效果差。藻类会粘附在滤料表面,使滤池过滤周期显著缩短,造成滤池频繁反冲洗,并有可能因藻类的大量生长而堵塞滤池。藻类在代谢过程中产生多种嗅味,使水难于饮用。某些藻类尺寸很小,可穿透滤池进入到给水管网中,对饮用水的安全性造成威胁。
二、水中摇蚊幼虫污染问题:
1、水中摇蚊幼虫大量擎生的生态学因素:
作为水生态系统中重要的组成部分,摇蚊幼虫等一些底栖生物是某些经济鱼类的饵料生物,而且其群落结构与水体环境有着密切的关系。影响水生生物的生态因子通常分为非生物和生物两大类,前者是指温度、相对湿度及光照等气候因素和食物、营养以及物理、化学条件等;而后者则是指在同一环境中生物间的相互关系,主要是种间关系。因此我国南方地区水源水中摇蚊幼虫大量孽生的原因可以从非生物因子和生物因子两个方面来进行分析。
1.1生物因子的影响在淡水生物群落中的生物可以分为生产者、消费者和分解者三类。这三类生物种群在彼此相互作用过程中,形成了错综复杂的种间关系,主要包括种间的积极关系和消极关系。其中,以竞争与捕食关系最为普遍。竞争是指两种生物争夺某一生存条件的现象如食物和空间的争夺。正是通过竞争,一部分生物的生态位得以扩大以致发展成为水体中的优势种类,而有些则成为劣势种类被驱逐或消灭。捕食关系指生物群落中上级营养者对下级营养者通过食物链的摄取行为。从群落角度而言,捕食的结果降低了被捕食种群的增长率,这有利于防止该种群在群落中的过度繁殖。而当某一种群被捕食的压力减弱甚至消失时就有可能使其生态位得以扩展,进而发展成优势种属甚至出现大量的孽生现象。
摇蚊幼虫在饮用水水源中大量孽生的原因,可以利用食物链关系进行分析。在水体中存在着两条典型的食物链关系:(l)牧食食物链:浮游植物一浮游动物一水体鱼类;(2)碎屑食物链:死亡有机物一细菌、底栖动物一浮游动物一水体鱼类。这两条食物链彼此交错进而形成食物网。水体中的氮、磷等营养物质正是在这两条食物链及其所形成的食物网中进行着传递与循环,而水体中的动植物也正是靠彼此间的捕食关系与生存竞争压力来实现水体各物种间生物量、种群密度上的合理配比,从而达到水体宏观上的动态平衡与稳定。当处于水体中某一营养级上的物种由于人为的或某种因素的影响出现异常时,就有可能使得水体中的食物链乃至食物网遭到破坏,进而打破水体中原有的生态平衡。根据生态学关系理论,摇蚊幼虫种群是初级消费者,次级生产力,在同一营养层次中占有很大份额。一般摇蚊幼虫的数量占淡水湖中底栖无脊椎动物的半数以上,其生物量约占底栖动物总量的70-80% ,在群落与环境的能量流动和物质循环中起着相当重要的作用,它的上下营养级的变动都可能对其产生很大的影响使之出现异常。
近年来,水体中外界营养物质如氮、磷等大量输入,引起水体的富营养化导致藻类大量繁殖和有机物含量增加,即出现了下级营养过剩的情况。这为底栖动物提供了丰富的饵料,使得它们的摄食竞争压力大大降低,为其生存和发展提供了广阔的空间。在水体富营养严重时常可发现大量的摇蚊幼虫,这主要归因于摇蚊幼虫能耐受由于有机物大量被分解而造成的低氧甚至缺氧环境,而其它底栖动物在这种环境下往往受到抑制甚至死亡,使得摇蚊幼虫在竞争中占优势地位。随着富营养化日益加剧,太湖中一些不耐污染的种类消失,底栖动物的组成已主要是耐污的摇蚊幼虫;安徽太平湖水库底栖动物的种类数也在8年中由27种减少到20种左右,总的趋势是多样性减少,耐污种类增多,摇蚊幼虫个体密度和生物量均有明显增加,增长率5 ~18倍不等 .湖北梁子湖水系中,在中营养型湖泊中中国长足摇蚊、异腹鳃摇蚊,只占底栖动物总数的9.3 %,而富营养型湖泊中大红德永摇蚊、中国长足摇蚊却占底栖动物总数量的85.7%。由此可见,城市水源水摇蚊幼虫污染的日益严重正是水体富营养所造成的直接后果。
长期以几来人类在肆意对自然资源开发利用时,对其再生与可持续发展未给予重视,造成了资源日益枯竭的恶性后果。在我国的许多水库、湖泊中,因人为的捕渔影响使得许多水体中出现了贫鱼、无鱼的情况,当上级营养者遭到破坏时,由于捕食关系的影响,摇蚊幼虫的生存压力得到了极大的缓解,脱离了上级捕食者的制约在下级营养物质充足的条件下(由于水体富营养化导致藻类大量繁殖、有机物含量高,为其提供丰富的营养),势必造成其大量繁殖,这一点已逐步为国内外学者所证实。以图1-1和图1-2所示为例,选取无鱼对照池1#,主养缝鱼池2#,主养罗非鱼池3#和主养草鱼池4#对池内底栖动物生物量进行对比试验。池塘内底栖动物的数量和生物量的主要组成是摇蚊幼虫,占总量比例多在95~99.8%,摇蚊幼虫密度和生物量从大到小的顺序是1#>3#﹥2#﹥4#,无鱼对照池摇蚊幼虫丰度显著大于养鱼池,其平均生物量是养鱼池的13.6倍。傅相明等对平原型水库的调查发现,水库无鱼的围栏区内7月中旬摇蚊幼虫达到 9.5 g/m2,而有鱼的围栏区内摇蚊幼虫的生物量仅0. 5g/m2,显然鱼类的存在影响了底栖动物的现存量和群落结构。以上研究证明鱼类的减少乃至灭绝成为摇蚊幼虫迅猛增长的动力。
由此可以说,正是由于水体富营养化导致底栖动物多样性的降低,使摇蚊幼虫有了更大的生存空间;同时传统的淡水渔业养
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mengyan197206
2008年05月24日 14:55:53
24楼
(2)水华或赤潮的发生,由于藻类和异氧菌的代谢活动,耗尽了水中的溶解氧,大量藻类覆盖于水面,大气中的氧气不易溶于水造成缺氧,使浮游动物、鱼、贝类、虾等无法生存。其次有些藻类分泌恶臭,致毒物质及本身的死亡腐败使水质严重恶化,再加上赤潮生物很容易附在鱼类鳃上导致窒息死亡。
(3)海水中约有4000余种浮游藻类,其中约300种是可导致海水变色的赤潮种。在300种赤潮种中约有70种能产生毒素,可通过鱼或贝类等食物链对人类造成毒害,可造成人类消化系统或神经系统中毒。如赤潮生物中的微原甲藻、裸甲藻类等能产生一种对人毒性很大的有毒物质一一麻痹性贝毒(PSP),而有些水产动物对其有很大的抗性,当人误食了体内积聚了PSP的水产品,就能致病死亡。有些赤潮生物能产生腹泻性贝毒(DSP),主要积累在扇贝、贻贝等双壳动物的中肠腺,误食这类贝类后会产生腹泻、恶心、呕吐等症状。赤潮生物中的硅藻也能产生一种遗忘性贝毒(ASP),其主要成分是软骨藻酸。
(4)淡水的富营养化为水中藻类等微小生物的爆发性生长提供了十分有利的条件。特别是引起浮游藻类(主要是蓝藻属)的爆发而形成水华。其最大危害是产生藻毒素,给水生态系统、公共卫生安全带来严重威胁。在我国的太湖水体中,检测出藻毒素最大浓度值为世界卫生组织规定饮用水藻毒素含量(不超过1ug/L)的千倍以上,长江、黄河中下游的许多水库、湖泊也检测出藻毒素。水体中含一定浓度的藻毒素可产生鱼卵变形,蚤类死亡,鱼类行为和生长异常等现象。另外,微囊藻毒素(Microcystins)还被证明是一种促肿瘤剂,节球藻毒素是一种致癌物质。目前全国每年都有许多自来水厂因蓝藻暴发造成的水源污染而被迫减产或停产,对居民的饮用水安全供给构成了越来越严重的威胁。
(5)富营养化水体中过量繁殖的藻类会严重地影响给水处理效果:藻类带负电(Z电位一般在一40mV以上),难于混凝;藻类代谢产物(如碳水化合物、肤和有机酸等)会吸附在胶体颗粒表面,增加其负电性;同时也会与水中金属离子络合,穿透滤池。藻类比重小,沉淀效果差。藻类会粘附在滤料表面,使滤池过滤周期显著缩短,造成滤池频繁反冲洗,并有可能因藻类的大量生长而堵塞滤池。藻类在代谢过程中产生多种嗅味,使水难于饮用。某些藻类尺寸很小,可穿透滤池进入到给水管网中,对饮用水的安全性造成威胁。
二、水中摇蚊幼虫污染问题:
1、水中摇蚊幼虫大量擎生的生态学因素:
作为水生态系统中重要的组成部分,摇蚊幼虫等一些底栖生物是某些经济鱼类的饵料生物,而且其群落结构与水体环境有着密切的关系。影响水生生物的生态因子通常分为非生物和生物两大类,前者是指温度、相对湿度及光照等气候因素和食物、营养以及物理、化学条件等;而后者则是指在同一环境中生物间的相互关系,主要是种间关系。因此我国南方地区水源水中摇蚊幼虫大量孽生的原因可以从非生物因子和生物因子两个方面来进行分析。
1.1生物因子的影响在淡水生物群落中的生物可以分为生产者、消费者和分解者三类。这三类生物种群在彼此相互作用过程中,形成了错综复杂的种间关系,主要包括种间的积极关系和消极关系。其中,以竞争与捕食关系最为普遍。竞争是指两种生物争夺某一生存条件的现象如食物和空间的争夺。正是通过竞争,一部分生物的生态位得以扩大以致发展成为水体中的优势种类,而有些则成为劣势种类被驱逐或消灭。捕食关系指生物群落中上级营养者对下级营养者通过食物链的摄取行为。从群落角度而言,捕食的结果降低了被捕食种群的增长率,这有利于防止该种群在群落中的过度繁殖。而当某一种群被捕食的压力减弱甚至消失时就有可能使其生态位得以扩展,进而发展成优势种属甚至出现大量的孽生现象。
摇蚊幼虫在饮用水水源中大量孽生的原因,可以利用食物链关系进行分析。在水体中存在着两条典型的食物链关系:(l)牧食食物链:浮游植物一浮游动物一水体鱼类;(2)碎屑食物链:死亡有机物一细菌、底栖动物一浮游动物一水体鱼类。这两条食物链彼此交错进而形成食物网。水体中的氮、磷等营养物质正是在这两条食物链及其所形成的食物网中进行着传递与循环,而水体中的动植物也正是靠彼此间的捕食关系与生存竞争压力来实现水体各物种间生物量、种群密度上的合理配比,从而达到水体宏观上的动态平衡与稳定。当处于水体中某一营养级上的物种由于人为的或某种因素的影响出现异常时,就有可能使得水体中的食物链乃至食物网遭到破坏,进而打破水体中原有的生态平衡。根据生态学关系理论,摇蚊幼虫种群是初级消费者,次级生产力,在同一营养层次中占有很大份额。一般摇蚊幼虫的数量占淡水湖中底栖无脊椎动物的半数以上,其生物量约占底栖动物总量的70-80% ,在群落与环境的能量流动和物质循环中起着相当重要的作用,它的上下营养级的变动都可能对其产生很大的影响使之出现异常。
近年来,水体中外界营养物质如氮、磷等大量输入,引起水体的富营养化导致藻类大量繁殖和有机物含量增加,即出现了下级营养过剩的情况。这为底栖动物提供了丰富的饵料,使得它们的摄食竞争压力大大降低,为其生存和发展提供了广阔的空间。在水体富营养严重时常可发现大量的摇蚊幼虫,这主要归因于摇蚊幼虫能耐受由于有机物大量被分解而造成的低氧甚至缺氧环境,而其它底栖动物在这种环境下往往受到抑制甚至死亡,使得摇蚊幼虫在竞争中占优势地位。随着富营养化日益加剧,太湖中一些不耐污染的种类消失,底栖动物的组成已主要是耐污的摇蚊幼虫;安徽太平湖水库底栖动物的种类数也在8年中由27种减少到20种左右,总的趋势是多样性减少,耐污种类增多,摇蚊幼虫个体密度和生物量均有明显增加,增长率5 ~18倍不等 .湖北梁子湖水系中,在中营养型湖泊中中国长足摇蚊、异腹鳃摇蚊,只占底栖动物总数的9.3 %,而富营养型湖泊中大红德永摇蚊、中国长足摇蚊却占底栖动物总数量的85.7%。由此可见,城市水源水摇蚊幼虫污染的日益严重正是水体富营养所造成的直接后果。
长期以几来人类在肆意对自然资源开发利用时,对其再生与可持续发展未给予重视,造成了资源日益枯竭的恶性后果。在我国的许多水库、湖泊中,因人为的捕渔影响使得许多水体中出现了贫鱼、无鱼的情况,当上级营养者遭到破坏时,由于捕食关系的影响,摇蚊幼虫的生存压力得到了极大的缓解,脱离了上级捕食者的制约在下级营养物质充足的条件下(由于水体富营养化导致藻类大量繁殖、有机物含量高,为其提供丰富的营养),势必造成其大量繁殖,这一点已逐步为国内外学者所证实。以图1-1和图1-2所示为例,选取无鱼对照池1#,主养缝鱼池2#,主养罗非鱼池3#和主养草鱼池4#对池内底栖动物生物量进行对比试验。池塘内底栖动物的数量和生物量的主要组成是摇蚊幼虫,占总量比例多在95~99.8%,摇蚊幼虫密度和生物量从大到小的顺序是1#>3#﹥2#﹥4#,无鱼对照池摇蚊幼虫丰度显著大于养鱼池,其平均生物量是养鱼池的13.6倍。傅相明等对平原型水库的调查发现,水库无鱼的围栏区内7月中旬摇蚊幼虫达到 9.5 g/m2,而有鱼的围栏区内摇蚊幼虫的生物量仅0. 5g/m2,显然鱼类的存在影响了底栖动物的现存量和群落结构。以上研究证明鱼类的减少乃至灭绝成为摇蚊幼虫迅猛增长的动力。
由此可以说,正是由于水体富营养化导致底栖动物多样性的降低,使摇蚊幼虫有了更大的生存空间;同时传统的淡水渔业养
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mengyan197206
2008年05月24日 14:56:20
25楼
表1-1摇蚊幼虫分布及其与水质的关系
Table 1一1 Distribution of Cbironomidae larvae and its relation to `eater quality
水质类型 优势种群
I, 1I类 寡角摇蚊亚科、长足摇蚊亚科及其它亚科的稀有种
Ⅲ类 直突摇蚊亚科和摇蚊亚科的种类
Ⅳ类 前突摇蚊、环足摇蚊、水摇蚊、多足摇蚊、二叉摇蚊属
V类 双线环足摇蚊、三带环足摇蚊及羽摇蚊
超V类 无摇蚊分布
2、生态毒理学研究摇蚊幼虫是底栖动物的代表,可以检测各种沉淀物中的毒性,同时摇蚊幼虫试验周期短,一般一次慢性试验约须30d,比用鱼类作试验节省时间和经费,所以摇蚊幼虫可以作为毒性试验的生物材料近二十年来,国外加强了摇蚊幼虫在水生态毒理学中的应用研究,已在遗传毒理学、急性毒性和慢性毒性检测等方面作了大量工作。主要包括以下几个方面:
(1)由于低浓度污染物长时间作用会造成摇蚊幼虫畸形,摇蚊幼虫逐渐成为检测污染物的遗传毒理学效应的理想试验生物。大量的研究表明,重金属中福、铜、铅和锌都能显著增加摇蚊幼虫口器畸形发生率。最近研究证实,一些内分泌干扰物象壬基酚、DDT和邻苯二甲酸酷同样能够引起摇蚊幼虫口器的畸形 o Matthew等人在进行了摇蚊幼虫(Chironomllsrlparllls)的部分生活周期试验后,指出壬基酚和双酚A在浓度为10 ng/L时会显著增加摇蚊幼虫口器的畸形发生率 o Vermeulen等认为摇蚊幼虫口器畸形主要是由于其蜕皮阶段口器遭到破坏而引起的。人们试图得到污染物浓度与摇蚊幼虫畸形率的关系式,但只有少数学者取得了成功。
(2)摇蚊幼虫在生物检测中的应用,主要是急性毒性检测o Khangarot和Ray测定了伸展摇蚊(Chironomlls tentca is)对10种金属的敏感性,其中银离子对摇蚊幼虫的毒性最强,而镍离子的毒性最弱 o Craig等进行了钙离子浓度对摇蚊幼虫吸收福离子的影响试验,探讨了摇蚊幼虫对福离子的吸收机理,认为摇蚊幼虫是通过钙吸收通道来吸收福离子的。国外大量研究集中在利用摇蚊幼虫测定有机污染物对环境的毒性作用,Bleeker等研究了7种硝基多环芳烃(NPAHs)对1龄摇蚊幼虫的急性毒性(96h),结果表明,随硝基多环芳烃化合物中苯环的数量增加对摇蚊幼虫的毒性也增强 o Crane等进行了4龄摇蚊幼虫暴露在甲基嚓咤硫磷杀虫剂中,甲基嚓咤硫磷浓度为50ng/L时,在48h内幼虫全部死亡,并且其体内乙酞胆碱酷酶活性显著降低o Callaghan等也证明了摇蚊幼虫体内的乙酞胆碱酷酶活性能够受到甲基Pa;硫磷和毒死蟀两种杀虫剂的明显抑制o Maenpaa等研究表明,碘苯睛、灭草松、二甲戊乐灵等三种除草剂中,碘苯睛对摇蚊幼虫的毒性最强,并且具有更强的生物积累毒性。近年来,有报道表明阿特拉津(一种除草剂)和有机磷杀虫剂的结合能够显著增强有机磷杀虫剂对摇蚊幼虫的毒性o Anderson和Zhu证实了这一结论,他们发现阿特拉津在1000ng/L浓度时(48h)对摇蚊幼虫毒性不显著,但是当浓度分别为1ug/L、10ug/L和100ug/L时,阿特拉津与乐果、异吸磷和乙拌磷同时作用时,能够显著增加每一种有机磷杀虫剂的毒性,作者认为主要由于这种结合作用能够明显降低摇蚊幼虫的乙酞胆碱酷酶活性。在澳大利亚新南威尔士州,90%的稻田秧苗受到摇蚊幼虫破坏。针对这一问题,Stevens等发现氟虫睛相对于有机磷杀虫剂具有更强的毒性效果,对4龄幼虫的LC50为0.43 mg/L。而微生物杀虫剂苏云金杆菌以色列亚种、B. t. i.)对4龄幼虫的LC50为0.46mg/L (48h),他们还研究了B. t. 7.的晶体毒素蛋白对摇蚊幼虫的毒性效果。从20世纪90年代中期开始,我国的一些学者也加强了这方面的研究,主要集中在丙烯睛、乙睛、硫氰酸钠和有机锡化合物等的毒性试验研究。
(3)目前,摇蚊幼虫的慢性毒性试验研究中主要以孵化率、生长率和羽化率为指标。Kosalwat和Knic,ht的试验表明,0.1 ~0.5mg/L的铜不影响细长摇蚊虫卵的孵化,幼体在孵化开始的55h后孵出 o powlesland和Georc,e用溪流摇蚊进行了30d试验以测定镍的慢性毒性,结果表明,25mg/L的镍对孵化率几乎没有影响,但对摇蚊幼虫的生长则具有明显的抑制o Oetken等对发洪水前后的易北河取样,进行了对摇蚊幼虫28d毒性测试,结果表明,发洪水后摇蚊成虫的出现率更高,主要由于洪水后毒性物质的稀释作用所造成的。Krhl等证实壬基酚不会影响到摇蚊幼虫的羽化率、性比和繁殖能力,但双酚A和乙炔雌二醇这两种内分泌干扰物却能够影响摇蚊的羽化时间和羽化率,而双酚A的影响更为显著。在二者浓度为lmg/L时,摇蚊幼虫的蜕皮延迟、体重减少。20世纪90年代初,国外学者提出了用摇蚊幼虫10d亚慢性生长抑制试验来评价沉淀物的生态毒性。Kzrouna-Renier和Zehr的试验表明,在10d的生测周期内,1.0mg/L的铜离子浓度可造成摇蚊幼虫的全部死亡,0. 5 mg/L的铜浓度可显著减少幼虫的体重。近年来,农用杀虫剂、除草剂、抗抑郁药品以及持久性有机污染物(POPS)对摇蚊幼虫慢性毒性试验成为该领域的研究热点。如Hwang,等进行的10d亚慢性生长抑制试验表明,六氯联苯对摇蚊幼虫的LC50为2.3 8mmol/kg,并且摇蚊体内六氯联苯残留量随着六氯联苯暴露浓度提高而增加,但体重并没有受到影响 o Brooks等研究了抗抑郁药氟西汀对摇蚊幼虫的10d亚慢性毒性效果,结果表明,氟西汀的LC50为15.2mg/kg。
各国学者的研究成果对我们从生态学的角度出发,研究摇蚊幼虫大量孽生的生态学原因,并由此入手寻求问题解决的合理途径都提供了有益的借鉴。
3、给水处理系统中摇蚊幼虫污染防治技术
1、物理防治卢靖华等研究了超声波对大龄摇蚊幼虫的杀灭效果,发现杀灭率随着溶解氧浓度的提高和超声波幅射时间的延长而上升;而且超声波与二氧化氯、液氯之间存在着明显的协同增效效应,且余氯的效果要优于二氧化氯,这可能与大龄摇蚊幼虫身体构造有关。由于超声波技术在实际应用中存在一定的难度,所以物理方法只能作为一种辅助手段来使用。
2、化学防治20世纪70年代英国曾用除虫菊酷杀灭给水处理系统中出现的摇蚊幼虫,除虫菊酷当时被认为是无毒无害的杀虫剂,但90年代之后研究发现除虫菊酷对人的神经系统有一定的损伤 o Alexande:曾采用浓度为35%的过氧化氢溶液进行针对摇蚊幼虫的短期和长期杀灭实验,得出了短期LC50为112mg/L,长期LC50为51mg/L。液氯是水处理工艺中最常用的化学氧化剂,但是摇蚊幼虫的生物体对不良环境会产生一定的抗性,若连续提高投氯量会使摇蚊幼虫对氯产生较强的抗性,所以可以采用间歇提高前加氯
量的方法,使摇蚊幼虫未来得及产生抗性前毒杀它们,这样效果较显著,且节约了氯耗。
3、微生物防治微生物防治害虫是生物防治的一个重要组成部分。特定微生物能直接杀死害虫,不污染环境。1987年后期美国印第安那州的洛厄尔城发生了城市供水系统摇蚊幼虫污染。他们曾尝试利用苏云金杆菌以色列变种(B.t.i.)来治理,但提案被印第安那州政府否决,首先是因为B. t. l.尚未被批准应用在饮用水中,其次是因为在相关法规上,不允许在饮用水中投加杀虫剂。雷萍等测定了B. t. l.对4个龄期摇蚊幼虫的毒效,结果表明B. t. l对1,2, 3, 4龄幼虫的LC50 (24h)分别为8.2, 15.2, 24.7和3 8.6mg/L,
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mengyan197206
2008年05月24日 14:56:51
26楼
龄期越小,对B. t. l.的敏感性越高。在饮用水中投加杀虫剂的方法对人体存在潜在的威胁,目前国内外尚无微生物杀虫剂用于饮用水的报道。
总之,单凭某一种物理、化学或生物的方法还不能对城市给水处理过程中摇蚊幼虫的孽生进行卓有成效的控制。而从水处理的角度对摇蚊幼虫进行去除的研究却未见报道,且缺乏系统的理论研究。
4、化学预氧化技术
文献调研表明,目前尚缺乏从水处理的角度对摇蚊幼虫进行去除的系统研究。对水处理工艺中水生生物的研究也较少,且主要集中于挠足类浮游动物的研究。Mitcham在对枝角类和挠足类的灭活试验中发现,氯胺对挠足类浮游动物的灭活比氯更为有效,而氯对枝角类则表现出更为显著的灭活效能。崔福义等系统研究了水处理常用几种化学氧化剂对剑水蚤的灭活效果,结果表明二氧化氯在较低的投药量1.Omg/L下就可以达到 100%的灭活。在采用预投二氧化氯的除蚤工艺中,二氧化氯预氧化与水处理澄清过程的协同作用将会进一步提高除蚤的效果。
化学预氧化易于与常规水处理工艺结合,简单灵活,使用方便。常用的氧化剂包括氯、二氧化氯、高锰酸钾及其复合剂、臭氧等。目前关于化学预氧化技术研究主要集中在除微污染、除藻、消毒、改善常规工艺的处理效果及其对水质安全性的影响等几个方面。
(1)预氯化是应用最早的和目前应用最广的预氧化工艺,它对去除原水中的藻类、控制微生物在管道或构筑物中的生长以及提高混凝效果降低混凝剂投量有一定的作用。大量的研究证明,液氯消毒会产生对人体有害的具有致突变作用的三卤甲烷和卤乙酸如三氯甲烷、一嗅二氯甲烷等,对饮用水的安全存在潜在的威胁,并且预氯化不能有效杀灭隐抱子虫及其抱囊,所以其他高效预氧化剂逐渐受到青睐。
(2)高锰酸钾及其复合剂氧化性相对较弱,但利用高锰酸钾的氧化性可将水中溶解性的Fe2+、Mn2十氧化为固相Fe3十、Mn 4十,进而通过沉淀、过滤等工艺去除。高锰酸钾的氧化性能可以提高藻类灭活率,同时还原生成的二氧化锰会沉积在藻细胞表面提高藻细胞比重,改善其沉降性能,通过强化混凝作用进一步提高藻类去除率。与其它预氧化剂相比,高锰酸钾灭活微生物的能力较弱,但作为预氯化的替代消毒剂可以达到控制水中色度、臭味等目的,从而降低氯的投加量,控制氧化副产物生成。研究发现,高锰酸钾氧化破坏水中氯化消毒副产物前质,从而降低后氯化过程中消毒副产物生成量,高锰酸钾氧化及其二氧化锰吸附是消毒副产物生成量降低的主要原因。
(3)臭氧氧化能力强,预臭氧化可去除原水中无机物质,如锌、镍、铜、锅、铬等重金属和铁、锰等,并且臭氧能够很快与芳香族有机物反应,因此对腐殖质有非常强的氧化作用,臭氧通过对腐殖质分子的氧化,降低了消毒副产物前质,减少了色度和UV254吸光度。尽管臭氧很容易去除腐殖质,但是在正常的预臭氧投量下,腐殖质经臭氧氧化后生成的醛类和梭酸类物质不易被臭氧进一步氧化,不能被彻底矿化而在水中积聚下来,因此水中的CODMn。去除率非常小,而TOC基本不会降低。相对于氯气,臭氧对微生物具有更显著的杀灭效果,尤其是灭活具有很强抗氯性的隐抱子虫及其抱囊。臭氧可杀死或抑制藻的活性,使藻类容易在后续的混凝和过滤工艺中去除。并且在一定条件下臭氧还可以有效去除某些藻毒素,Rositano等报道,在藻毒素含量为20ug/L时,只要保证接触5min后存在残余臭氧,即可将LR和LA型藻毒素100%去除。目前采用预臭氧代替预氯化可以有效减少氯化消毒副产物的观点已被各国学者所公认。但随着现代分析检测技术和卫生毒理学研究的发展,臭氧在水处理中产生的副产物的危害也逐渐被认识和重视,其中最为关心的是嗅酸盐和可生物同化有机碳(AOC)o嗅酸盐是含嗅离子的原水在臭氧化过程中产生的致癌物质,世界卫生组织《饮用水水质标准》规定出厂水中嗅酸盐浓度小于25ug/L。研究表明,当原水中嗅离子浓度为90ug/L时,在臭氧投加量为2.0mg/L条件下,随反应时间延长,嗅酸盐生成量都低于检测限。所以对于我国绝大多数水厂不存在嗅酸盐超标的风险。臭氧应用的另一个局限性是AOC问题,臭氧化会提高水中AOC浓度,有的增加2倍以上,由于AOC中包括了许多易生物降解的化合物(如乙醇、浚酸和甲醛等),为微生物提供了生成基质,这时即使水中余氯量较多,也会出现大肠杆菌超标的现象。
(4)二氧化氯用于饮用水净化的最初目的是除臭,二氧化氯能够成功地控制霉味、鱼腥味以及放线菌带来的异味。二氧化氯预氧化可从一定程度上破坏原水中的胶体、氧化分解有机物和藻类,减少他们对絮凝过程的干扰,在一定程度上提高常规处理工艺对污染物质去除效果。还可将水中溶解的还原态铁、锰氧化,对去除铁和锰很有效,同时对于硫化物、氰化物和亚硝酸盐也有一定的氧化去除效果。有学者认为,二氧化氯在水中能迅速分解成多种氧化物,它们组合在一起产生氧化能力极强的自由基,可以与碳碳双键作用,并从一定程度上破坏苯环结构,对引起色度的含有碳碳双键或苯环的物质(如腐殖质)具有很好的去除能力。二氧化氯对绝大多数细菌和病原微生物均有很好的灭活效果,尤其是对隐抱子虫及其抱囊和乙肝、脊髓灰质炎等病毒,且不易产生抗药性。二氧化氯能非常有效地控制藻类的生长,不仅能对藻类进行有效杀灭,而且也会使残存的藻类失去繁殖能力。由于二氧化氯不能和天然有机物中的非饱和键反应,显著降低了氯化或嗅代有机副产物的生成量,甚至能使三卤甲烷前体被二氧化氯氧化分解,从而保持水中三卤甲烷处于较低浓度,普遍认为其处理水的安全性高于氯消毒工艺,但人们更多地把注意力集中到其无机副产物上来,研究指出,二氧化氯及其副产物亚氯酸盐会对动物产生一定的生物学负效应。根据世界卫生组织(WHO)报道,亚氯酸盐可导致高铁血红蛋白和溶血性贫血,因此美国环保局(USEPA)和世界卫生组织(WHO)对此都有严格规定。
尽管目前国内外缺乏化学预氧化工艺去除摇蚊幼虫的研究,但以上方面的大量研究成果为课题的研究提供了有益的借鉴。

摇蚊虫幼虫 摇蚊虫

摇蚊虫卵 摇蚊虫蛹
参考资料:
哈工大博士论文 孙兴滨


2008.5.15
孟岩
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mengyan197206
2008年06月08日 17:48:26
27楼
四、活性炭粉未的投加方式。
目前自来水厂投加粉末活性炭常见的有两种工艺方式。一种是将粉末活性炭配置成浓度为10%左右的浆液,由计量泵输送至投加点,此种方式被称为湿法投加方式;另一种是将粉末活性炭由定量给料设备直接定量(计量)投加到水射器中,由水射器将炭粉投加至投加点中。
湿法投加工艺,上料—储料—制备活性炭浆液(投料和供水)—混合搅拌—由计量泵定量投加至加投加点。
干法投加工艺,上料—储料—活性炭连续定量投加—由射流器投加至投加点。
1.投加精度的比较
湿法工艺采用制备活性炭浆液,由计量泵定量输送至加药点的方式,活性炭浆液采用计量泵投加,活性炭浆液的投加量可以控制的非常精确,但对于活性炭浆液制备浓度的精度较高,主要是对炭粉的投加量和供水量的控制,如活性炭浆液的浓度的精度较低,则虽然计量泵输送浆液的流量精确,亦不能得到精确的活性炭粉的投加量;干法工艺采用直接由给料设备将炭粉投入到水射器中,通过水射器将炭粉投加到投加点中,粉炭的计量是通过给料设备来完成的,只要保证给料设备的投加精度即能保证粉炭的投加精度(湿法和干法工艺的炭粉给料设备均属于定量给料设备),同时干法工艺仅考虑炭粉的投加精度,而不考虑(制备炭浆)水流量,仅考虑水射器出口端压力,故在控制炭粉的投加精度方面,较湿法工艺更容易保证精度。
2.粉炭投加后在原水中均匀性的比较
一般认为湿法工艺投加后的均匀性较好,主要考虑的因素为炭粉和水在混合罐内经过搅拌可以得到混合非常均匀的浆液,故经过计量泵输送至加药点中(取水管路)后,炭粉在管路中的分散均匀性较好。其实不能认为活性炭浆液的混合均匀度高,即可达到活性炭在取水管路中的分散均匀性就高的效果,况且干法工艺中炭粉在经过射流器后,其(在射流水中)均匀度也很高。
3.设备成本和运行成本的比较
湿法工艺比干法工艺增加了混合罐、搅拌机、供水控制系统、计量泵等,而干法工艺仅增加了射流器(和增压泵),故湿法工艺的设备成本和运行成本(及占地面积)均较干法工艺高很多。
应根据生产实际情况及现场条件决定。
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mengyan197206
2008年06月16日 10:00:22
28楼
助滤剂的主要原理是通过加入助滤剂改变进入滤池之前的颗粒或滤料表面性质、电性与尺寸。改变滤料表面性质可提高颗粒向滤料迁移速度与黏附效率;改变进入滤池悬浮颗粒的表面性质与尺寸可提高颗粒黏附效率。按照该机理形成的聚合物–颗粒絮体,使颗粒和黏附作用都得到加强。形成的絮体尺寸比较大,颗粒之间或颗粒与滤料之间结合紧密,可抵抗滤池对水流的剪切力,使滤池工作周期延长。投加助滤剂后,能有效地降低滤速突然变化引起的悬浮颗粒穿透程度,保障滤后水水质。
助滤剂的主要种类有:⑴聚合无机高分子(如聚合氯化铝、聚合硫酸铝)⑵合成有机高分子(如聚丙烯酰胺、HAC阳离子絮凝剂)⑶天然有机高分子(如骨胶、海藻酸钠)⑷氧化剂(如氯、臭氧、二氧化氯等)。
助凝剂:凡是改善混凝过程与混凝剂联合使用的药剂都可称为助凝剂。其作用原理与具体用途有关,对于藻类过量繁殖的情况,可加入氧化剂进行预氧化提高混凝效果,也可加入有机高分子助凝剂,增加絮体密度,提高混凝沉淀效果;对于低温低浊水处理,由于其黏度大,絮体沉降性能差,造成混凝剂投加量增大,此时加入有机或无机高分子助凝剂增大絮体尺寸、增加絮体密度,提高沉速;对于碱度较低的原水,混凝过程会导致pH下降,不但影响混凝效果,而且会产生酸性水,不利于管网水质稳定,因此需要投加碱进行pH调整;对于含藻水和含有有机类色度水(例如含腐殖酸、富里酸等),不但混凝剂投加量升高,而且沉降性能恶化,可加入一定量有机高分子助凝剂提高沉降性能,也可加入一定量的氧化剂破坏有机物对胶体的稳定作用(如高锰酸钾、高铁酸钾)。对于含铁、锰地表水,氧化剂可使铁和锰的有机物洛合物破坏,有利水中铁、锰和有机物的去除。对于低温低浊水,也可投加黏土强化混凝,但增加了沉淀排泥量。
助凝剂种类:⒈有机与无机高分子,如活化硅酸、聚丙烯酰胺、骨胶等。⒉pH调节剂如盐酸、硫酸和碱石灰。⒊无机颗粒如黏土、微砂。⒋氧化剂如高锰酸钾、二氧化氯等。
聚丙烯酰胺((PAM)是由丙烯酰胺聚合而成的有机高分子聚合物,无色、无味、无臭,能溶于水,没有腐蚀性。聚丙烯酰胺在常温下比较稳定,高温时易降解,并降低絮凝效果。储存时应考虑防冻措施,室内温度不应低于2℃。
聚丙烯酰胺的分子结构为: —〔CH2–CH〕–n

CONH2
结构式中丙烯酰胺分子量为71.08,n值为2×104~9×104,故聚丙烯酰胺分子量一般为1.5×106~6×106,分为低、中、高和超高分子量。
聚丙烯酰胺是目前絮凝分离工业应用最广泛的高分子絮凝剂之一。聚丙烯酰胺含有高活性的亲水基团-酰胺基,常能吸附在悬浮固体颗粒表面。在所吸附的颗粒间架桥连接,把分散的细小颗粒聚集成大絮团。水解的聚丙烯酰胺有显著的絮凝作用,聚丙烯酰胺在NaOH等碱类作用下,发生水解反应,变成阴离子型高分子,在链接静电斥力的作用下产生卷曲状的分子链拉长,提高吸附、架桥效果。但水解过度会使负电性过强,应通过水解产生的氨控制水解度为30%。水解后的聚丙烯酰胺增加了其伸展性,有利于发挥吸附架桥作用,因此部分水解聚丙烯酰胺具有很好的絮凝特性。
聚丙烯酰胺有些是水解产品,又有些是未水解产品,需要在使用前进行水解,聚丙烯酰胺的溶解时间一般为8~48h。聚丙烯酰胺的溶解时间为0.75~1h。提高水温和搅拌速度可加快其溶解速度,但水温最高不超过55℃,否则降低絮凝效果。
聚丙烯酰胺本身无毒,但是其单体有毒。我国卫生部规定生活饮用水中的最高使用量为1.0mg/L(经常使用)和2mg/L(不经常使用)。单体丙烯酰胺的最高允许浓度为0.01mg/L(经常使用)和0.1mg/L(不经常使用)。一般高锰酸盐投加量在1.0mg/L之内既可将丙烯酰胺氧化分解到检出限以下。
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mengyan197206
2008年08月04日 15:35:01
29楼
含藻水库水中微囊藻毒素的预氧化处理技术研究
关键词:水库水 微囊藻毒素 二氧化氯 臭氧 预氧化
贾瑞宝1 王坷1 王占生2
 浅型湖泊尔库水环境质量下降,与外界交换的能力很差,水体更新很慢,易于导致藻类的滋生繁衍,在一些面积较大的湖泊水库往往出现水体发绿的现象,尤其是夏初至秋末,水面上漂浮着一层绿色的“薄膜”,即发生水华现象。铜绿微囊藻水华是富营养化湖泊水库最常见的一种蓝藻水华,这种藻类在东半时猪产生微囊藻毒素(Microcystin)。微囊藻毒素是一种肝毒素,为小分子环状结构七肽化合物,世界各地曾有饮用微囊藻水华池塘水而引起野生动物和人畜中毒,甚至死亡的报道[1]。世界卫生组织(WHO)提出饮用水中微囊藻毒素MV-LR(其中的一个亚型)的限制标准为1.0μg/L[2],最近由卫生部颁布实施的《生活饮用水卫生规范》中也提出了生活饮用水中微囊藻毒素的MC-LR的国家标准值为1.0μg/L。
  国内外学者对富营养化水体中藻类处理的研究很多[3],开发了许多成熟的技术方法,如微滤法、气浮法、化学氧化法、生物法等;但对绿囊藻毒素研究仍停留在清理学以及研究藻毒素对人体健康的影响;水处理工艺对藻毒素的去陈效果的试验研究还进行的不宽 尚末进行水厂工艺对藻毒素处理效果的生产世实验研究。
  某些水处理工艺单元如预氧化、混凝等在去除藻类的同时,会使藻体破裂,导致胞内毒素释放了出来,增调了水中藻毒素的背景浓度[4],因此要慎重选择除藻工艺。本文以W市X水库蓝藻水华时的水库水为研究对象,研究了二氧化氯和臭氧对藻毒素的去陈效果,探讨了这两种预氧化方式对胞内和胞外藻毒素的去除规律。
1 实验部分
  1.1检测设备与方法
    见表1。
表1、检测项目测定方法及所用设备 序号项目方法设备 1氨氮纳氏试剂光度法Agilent7530 紫外分光光度计 2亚硝酸盐氮分光光度法Agilent7530 紫外分光光度计 3浊度散射光法Hach2100P 浊度仪 4色度铂-钴比色法 5UV254紫外分光光度法Agilent7530 紫外分光光度计 6耗氧量酸性高锰酸钾氧化法 7藻毒素酶标法 DG5031 型酶联免疫检测仪 8叶绿素a紫外分光光度法Agilent7530 紫外分光光度计
  1.2 预氧化设备与方法
  二氧化氯:二氧化氯溶液由华特2000纯二氧化氯发生器(山东华特事业总公司生产)产生的二氧化氯气体用纯水吸收而制,其浓度用碘量法定值、向盛有250mL的试样中分别投加不同浓度系列的二氧化氯,充分反应30分钟,然后加人过量硫代硫酸钠饱和溶液阻止反应。
  臭氧:臭氧发生器由北京国泉臭氧技术开发中心生产,以氧气为气源,产量约为1.5g/h在本试验过程中用1L/min的流露,相应的臭氧浓度为18mg/L。采用钛板曝气头向100mL水样中充臭氧,投加量用碘量法定值。
2 结果与讨论
  研究期间X水库发生了蓝藻水华,其水质变化范围参见表2。镜检发现藻类总数平均为300万个/ml,蓝藻占绝对优势,其次是绿藻,其它种群很少检出,最严重时蓝藻占检出总量的92%。
表2 X水库蓝藻水华时水质情况 氨氮(mg/L)0.31-0.45 亚硝酸氮(mg/L)0.07-0.11 浊度(NTU)3.25-6.3O 色度(度)25-35 UV254(cm-1)0.073-0.085 耗氧量(mg/L)9.5-12.0 藻毒素(μg/L)0.36-0.60
  二氧化氯和臭氧均为常见的氧化剂,作为预氧化方式在国外给水工艺中以均被广泛采用,本文就这两种氧化剂对藻毒素的去除效果进行了深入研究。
  2.1 二氧化氯的预氧化研究
  图1显示:水样经过0.45μm的滤膜过滤之后,颗粒物和藻类被滤掉,此时水中己不再含有藻类,随着二氧化氯投加量的增大,藻毒素稳步下降,至4mg/L时;藻毒素被去除68%;但随后又在逐步增加,至8mg/L时,藻毒素含量又回到未加氧化剂时的浓度水平。随二氧化氯投加量的增加,微囊藻毒素的adda环遭到破坏,致使藻毒素浓度降低;但如果继续增加投加量,会使藻毒素去除率
降低,其原因尚待进一步研究。

  如果不用0.45μm膜过滤,二氧化氯会分别和藻类与藻毒素发生反应,从图5-14可以看出,在二氧化氯含量较低时,两条线基本重合,说明二氧化氯主要和藻毒素发生反应,但投加量超过至1mg/L之后,二氧化氯就会优先和藻类发生反应,破坏藻类细胞。使胞内的毒素释放到水体中去,增加了水中藻毒素的本底含量。另一方面,在1-4mg/L含量范围内,二氧化氯又会氧化藻毒素,使藻毒素的含量降低,图1不过滤时的曲线表明二氧化氯灭杀藻类释放藻毒素的速率明显高于二氧化氯氧化藻毒素的速率,致使藻毒素的本底含量在1mg/L之后基本上是直线上升,但当投加量超过4mg/L后,藻类基本上被杀灭(6mg/L时叶绿素a降至),此时增加的二氧化氯主要是用来分解藻毒素,表现在图1上的是下降的曲线,但当继续增加二氧化氯时,甚至过量投加,也会使藻毒素维持一定的浓度水平(0.2mg/L)。
  此研究表明,二氧化氯虽然对灭杀藻类有良好的效果。但对去除藻毒素的能力有限,且投加量要有严格掌握。
  2.2臭氧的预氧化研究
  几种常见的氧化剂中,如臭氧、过氧化氢、高锰酸钾、液氯和二氧化氯,臭氧的氧化还原电位为2.07伏,在水中易自分解,将有机物氧化成无害的中间产物,且不会产生二次污染,是优先选择的氧化剂。
  图2表明臭氧对藻毒素有很强的去除能力,对用0.45μm滤膜过滤过不含藻类的水样而言,投加2.3mg/L时便可去除67%。投加量增加到4.6mg/L时,已被全部去除。
  对含藻水而言,臭氧具有和二氧化氯完全不同的氧化机制,随着臭氧投加量的增加,基本上是一条稳步下降的曲线。在投加量不断增加的过程中,这条曲线和不含藻类的曲线相比较,明显上移,说明藻类被灭杀之后,藻毒素同样会被释放出来,增加了其在水样中的本底含量,但仍然可以获得96%的最大去除率。
  图2还显示含藻曲线与不含藻曲线的最大位移为0.11μg/L。而二氧化氯在此时最大位移却为0.23μg/L。这可归因于臭氧对藻毒素的去除效果远比二氧化氯要好,而对藻类的灭杀分解能力却较二氧化氯稍差(图1和图2中两条叶绿素a的变化曲线能说明这一点)。
  总之,臭氧对藻毒素的氧化分解能力很强,投加量为46mg/L时可以获得100%的去除率,水中有藻类存在时,藻毒素的去除效果受到影响,投加量为9mg/L时,才可获得96%的去除率。

3 结论:
  通过二氧化氯和臭氧对含藻水中藻毒素氧化机理的研究,可以得出如下结论:1)二氧化氯和臭氧均能有效灭杀藻类,破坏藻体,使藻毒素释放出来;2)二氧化氯对藻毒素的去除能力有限,含藻水中藻毒素的最大去除率仅为27%;3)臭氧对藻毒素的去除非常有效,能最大去除含藻水中96%的藻毒素。
  本研究为进一步系统评价自来水厂净水工艺中预氧化单元对藻毒素的去除效果奠定了基础
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lizebing999
2008年08月04日 18:05:57
30楼
好贴阿,怎么没人回呢,:handshake
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mengyan197206
2008年11月27日 20:10:56
31楼
顶一下!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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