壳聚糖改性硅藻土除藻性能及生态安全性评价

当今河道藻污染问题严重,传统除藻剂虽有较好的处理效果,但存在二次污染问题,不符合绿色发展理念,亟需一种绿色高效的除藻剂,在不危害水体生态环境的前提下,达到高效除藻抑藻的目的。该文研究壳聚糖改性硅藻土制备除藻剂的除藻性能及其安全性,验证其高效绿色除藻性能。利用扫描电镜微观表征分析了除藻剂的表面形态,对比改性前后硅藻土的Zeta电位和除藻率来探讨除藻机理;利用发光细菌进行生物毒性检测,微囊藻毒素释放情况分析及动植物表征来评价其对生态安全的影响。结果表明,随着改性后硅藻土投加量的增大,水样中Zeta电位不断升高,投量为40 mg·L^(-1),50 r·min^(-1)的转速下搅拌5 min,静置1h后,水样中Zeta电位从-40 mV提高到-16.7 mV,除藻率为92.5%,说明该改性硅藻土具有电性中和除藻脱稳沉降作用;观察藻絮体体态,发现絮体间存在网状结构使大量藻细胞聚集成团,说明改性硅藻土具有网捕卷扫作用。改性剂壳聚糖通过负载在硅藻土表面,提高硅藻土的表面电位,在电性中和与网捕卷扫的双重作用,从而实现高效除藻的目的。通过发光细菌试验及参考国际标准ISO 11348—1999,判定其属低度毒性风险。投加后40 mg·L^(-1)后水体藻毒素释放量最高值为0.087μg·L^(-1),低于生活饮用水卫生规范对微囊藻毒素MC-LR的标准限值1.0μg·L^(-1)。以培养水生植物及养殖草鱼评价其慢性毒性,发现其生长发育良好,且无烂根及萎缩死亡现象,表明壳聚糖改性硅藻土对动植物生命活动无明显影响,符合绿色生态理念,具有较高应用价值。