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摘要:日趋严重的水体富营养化已成为全球性的环境问题, 藻类及藻毒素给传统净水工艺带来了诸多不利影响, 增加了水处理难度。 对饮用水中蓝藻毒素去除技术进行了具体的论述, 系统分析了各种技术的去除效果和局限性, 并对藻毒素研究前景进行了展望。
关键词: 饮用水；蓝藻；藻毒素
1前言
随着经济的发展 ,含有大量的氮 、磷营养物质的污水进入湖泊、水库 ,加速了水体的富营养化 , 这已成为全球性的环境问题。水华发生的频率与严重程度都呈现迅猛的增长趋势, 发生的地点遍布全球各地。我国饮用水水源约有 25%是湖泊水或水库水。20世纪 90年代 , 全国淡水水体富营养状态日益严重。在藻体大量死亡分解的过程中, 不但散发恶臭 ,破坏景观 , 同时释放藻毒素, 危害人类饮用水安全。淡水中引起水华的藻类主要是蓝藻门的微囊藻属 、鱼腥藻属 、束丝藻属和颤藻属。它们都能产生藻毒素, 其中分布广 、危害大的是微囊藻毒素 (m icro-cystins,以下简称 MC),MC是一组环状七肽物质, 结构稳定 ,能抵抗极端 pH 值和 300℃高温 ,具有明显的肝毒性。此毒素是蛋白磷酸酶 1和 2A的强烈抑制剂, 是迄今已发现的最强的肝肿瘤促进剂。流行病学调查显示,饮水中的 MC-LR与肝癌的发病率高度相关 。蓝藻毒素具有致染色体断裂 、致基因诱变以及较高的急性毒性 。饮用水源中蓝藻大量繁殖 ,将危害人类的健康 。
2实验部分
1.1 仪器与试剂
岛津 LC-20A 高效液相色谱仪，配二极管阵列检测器；HarizonSpe-Dex 4790 双位水质固相膜萃取仪；岛津 Sim-pack VP-ODS150 mm×4.6 mm 0.45 μm C18 色谱柱。甲醇、三氟乙酸均为色谱纯；水为 Millipore 纯水机制备的超纯水；0.45 μm 有机滤膜(用于过滤 HPLC 流动相及水样)；MC-LR 标准品购自美国 Alexis 公司。
1.2 样品前处理
取 1 L 水样经 GF/C(0.45 μm 滤膜)过滤，得到滤液(水样)和藻细胞(膜样)分别进行不同的处理。
1.2.1 膜样处理
以 20 mL 0.1 %三氟乙酸甲醇溶液浸泡藻细胞部分并进行超声波提取 10 min，得到膜样提取液。
1.2.2 水样处理：
1 L 水样中加入 5 mL 甲醇，然后经 C 18 固相萃取膜萃取，得到洗脱液。萃取过程如下：
(1)萃取膜活化：依次用 100%甲醇、100%的水活化萃取膜，每种溶剂活化两次，每次浸泡 3min。
(2)上样：上样后萃取膜不吹干。
(3)淋洗：用 20 %(v/v)的甲醇水溶液淋洗两次，每次浸泡 3min，第二次淋洗后吹干 4 min。
(4)洗脱：用 0.1 %(v/v)三氟乙酸(TFA)甲醇溶液洗脱富集在萃取膜上的 MC-LR，洗脱三次，每次 10 mL，浸泡 5 min，合并三次洗脱液于同一 150 mL 梨形瓶中。合并膜样提取液和水样萃取膜洗脱液，于 40 ℃下旋转蒸发至尽干，甲醇准确定容至 0.5 mL，供 HPLC 分析。地表水和饮用水中 MC-LR 的含量为水中及藻细胞内含量的总和。
1.3 色谱条件
甲醇：0.06 %(v/v)三氟乙酸(TFA)水溶液=60∶40(v/v)；1.0mL/min；检测波长 238 nm；进样量 10 μL。
3结果与讨论
3.1 保留时间和标准曲线的确定
配制一定浓度的 MC-LR 标准工作溶液，在上述色谱条件下确定 MC-LR 的出峰保留时间，约为 3.58 min。多次分析平均保留时间作为定性标准，采用外标校正曲线法定量。取 MC-LR 标准品用甲醇配成浓度为 100 µg/mL 标准储备液，再依次得到浓度为 0.090、0.178、0.350、0.514、0.673、0.826 µg/mL的系列标准溶液。以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线，线性方程为：y=25730x-1480.73，相关系数为 R 2 ＝0.9999。
3.2方法检出限
以超纯水作为样品空白，定量取浓度为 9.09 µg/mL 的 MC-LR标准中间液 10.0 µL 于 1 L 的超纯水样品中，按照上述样品处理步骤，平行测定 7 份样品，计算方法检出限，结果见表 1。本方法检出限为 0.004 µg/L。
4总结与展望
我国目前许多城市以湖泊、水库水作为饮用水水源，由于污染加剧及水源地保护不够，这些水源大多发生了富营养化. 因此藻及由藻产生的臭味、藻毒素等问题在我国十分突出. 国外对 MCs 的研究较早，已有几十年的历史. 目前的研究热点在于 MCs 的提取、检测技术及其在环境中的迁移转化. 国内在这方面的研究则相对较为薄弱，基本上是围绕各种技术对 MCs 的去除效果；很少对反应动力学、反应机理等深层次问题进行探讨. 近些年来，很多学者开始用高级氧化技术降解 MCs，取得了很好的效果. 特别是 UV/H 2 O 2 有无二次污染、成本低等优点，很有希望在不久的将来得到实际应用.今后在藻毒素去除方面，在现有技术基础上开发各种技术的组合工艺，将是一种趋势，从而做到优势互补、节省费用. 另外，机理研究及中试试验也是新技术能否工程化应用的关键. 随着我国经济的发展及水质标准的不断提高，寻找一种高效、价廉的 MCs 去除技术是亟待解决的问题。
参考文献
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论文作者:陈聪汉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/30
标签：毒素论文; 甲醇论文; 蓝藻论文; 标准论文; 饮用水论文; 乙酸论文; 水样论文; 《基层建设》2017年第17期论文;