UV/固定化TiO_2对太湖源水中藻类胞内有机物的去除效能

采用溶胶凝胶法,以玻璃纤维网为载体负载TiO2薄膜,X射线衍射分析表明,其薄膜中TiO2晶相为锐钛矿型。基于UV/TiO2体系,研究其对太湖源水中藻类胞内有机物(IOM)的降解机制及其影响因素。与腐殖酸(HA)对比研究结果表明,IOM较难被光催化氧化工艺降解,反应60min时,UV254和DOC的降解率只有33.3%和19.1%,而HA的UV254和DOC降解率分别达到96.6%和57.3%;原因在于IOM主要是由大分子亲水性有机物组成,含有较多的氨基结构,而腐殖酸是强疏水性有机物,含有较多的芳香结构。同时,UV/TiO2体系的光强增强在一定程度上能提高IOM的降解效果;在pH=6.7时,IOM降解率达到最佳。

藻细胞内外有机物氯消毒后典型消毒副产物的生成潜能

为探究藻细胞内外有机物氯化后典型消毒副产物的生成潜能,选取小球藻为研究对象,采用加氯消毒法研究了在不同生长时期及不同氯投加量下典型含碳类消毒副产物(THMs)和含氮类卤代消毒副产物(TCNM)的生成规律,并对二者的生成势进行了对比.结果表明:细胞外有机物(EOM)和细胞内有机物(IOM)提取液的总有机碳(TOC)和有机氮(DON)较高,而芳香结构和不饱和双键的有机质质量浓度很低;从对数生长期到衰亡期,EOM经氯化后TCNM的生成量逐渐增加,IOM的TCNM生成量则呈现先增加后降低的趋势;THMs的生成规律与TCNM相似,但其生成量明显高于TCNM.增加氯投量,EOM的TCNM生成量逐渐升高,IOM的TCNM生成量则先升高后下降;在氯投量为30 mg/L时,IOM的TCNM生成量最高;稳定生长期小球藻细胞的EOM和IOM在氯投量由20 mg/L升高到30 mg/L时,THMs的生成量稳定增加,当氯投量超过30 mg/L时,THMs的生成势显著升高,且三氯甲烷为THMs的主导物种.

磷对四尾栅藻代谢有机物生成规律的影响

通过改变培养基中ρ(TP),并结合TOC(总有机碳)分析、考马斯亮蓝法、蒽酮硫酸法和茚三酮法研究不同ρ(TP)对水华中常见绿藻——四尾栅藻的生长规律及其IOMs(胞内有机物)和EOMs(胞外有机物)中TOC、蛋白质、碳水化合物和氨基酸代谢规律的影响.结果表明,随着ρ(TP)的增加,四尾栅藻生长的指数期变长.ρ(TP)为0.01 mg/L时有利于四尾栅藻EOMs中碳水化合物的形成与积累,ρ(碳水化合物)在指数期达到最大,为89.25 mg/L;ρ(TP)为0.20 mg/L时则有利于四尾栅藻EOMs中氨基酸的形成,并且ρ(氨基酸)在稳定期达到最大,为13.72 mg/L.ρ(TP)为0.01 mg/L时有利于四尾栅藻IOMs中氨基酸的形成,ρ(氨基酸)在指数期达到最大值(21.85 mg/L).利用EEM(三维荧光)对四尾栅藻的EOMs和IOMs进行表征发现,ρ(TP)的改变会对四尾栅藻IOMs和EOMs中不同物质的峰强产生影响;同时,随着藻细胞的生长,ρ(TP)也会影响四尾栅藻EOMs中的物质组成.

儿茶酚抑制藻细胞活性过程中IOM的三维荧光特性

以天然水体中藻类为研究对象,研究了儿茶酚对藻类的抑制效应,并采用三维荧光法分析了抑藻过程中胞内有机物的释放及降解情况。水样A和水样B分别采自某护城河和一景观水体。结果显示,儿茶酚能够有效抑制实际水体中藻细胞活性,当儿茶酚终浓度为10 mg/L培养6 d后,水样A和水样B的抑藻率分别达90%和94%,且抑藻率随着投加浓度的增加、培养时间的延长相应增加。在投加儿茶酚后,水样类蛋白荧光峰强度显著增加,但随着培养时间的延长,峰强均有所降低,细胞释放的类蛋白物质发生降解。当投加儿茶酚浓度低于1 mg/L时,藻细胞活性受轻度抑制,会释放类富里酸物质,当儿茶酚投加浓度高于5 mg/L,藻细胞活性受到强烈抑制,不会释放类富里酸物质。投加儿茶酚会增大水样COD浓度,但对水样TN浓度没有影响。

电活化过硫酸盐去除铜绿微囊藻的效果及机理研究

为了开发微藻及藻类有机物的高效去除技术,采用电活化过硫酸盐(EC/PS)体系处理含铜绿微囊藻的水样.通过藻细胞密度和叶绿素a含量测定以及扫描电镜观察,研究了EC/PS体系的除藻特性及影响因素;采用荧光区域积分法定量分析了除藻过程中胞内有机物(IOM)和胞外有机物(EOM)的变化特征;利用电子顺磁共振波谱仪测定了EC/PS体系中的自由基类别,并分析了EC/PS体系的除藻机理.结果表明:①在初始藻细胞密度为1.24×10^(7)~1.30×10^(7) cells/mL,电压为7 V,初始pH为6,初始PS浓度为4 mmol/L的条件下,当EC/PS体系处理60 min时,藻细胞和叶绿素a的去除率分别达90.80%和98.41%,明显优于单独EC体系和单独PS体系;当EC/PS体系处理10 min时,IOM的总荧光响应值降低了77.39%.在处理过程中,以腐殖酸类物质为主的胞内有机物会大量释放.②EC/PS体系中电化学作用对除藻的平均贡献率为54.63%;同时,除藻过程可产生大量的SO4−·和·OH,且其随处理时间的增加而增加.研究显示,EC/PS体系能有效去除铜绿微囊藻及藻类有机物,反应体系中的SO4−·和·OH发挥了重要作用.

对苯二酚抑制铜绿微囊藻生长下藻毒素的产生与释放

选用对苯二酚,根据其抑藻的剂量效应关系,研究了铜绿微囊藻在不同抑制条件下,即投加剂量为EC20、EC50、EC70、EC90、EC99时,藻毒素Microcystin-LR(MCLR)的产生与释放,并通过测定总有机碳和三维荧光光谱,研究了细胞内有机物的释放状况.结果表明,EC20作用下,藻毒素的产生受到抑制,总MCLR约为对照样的72.4%~83.0%;在EC50~EC99作用下,藻细胞受到刺激,毒素产量明显增加,总MCLR可升至对照样的1.77~3.13倍,且在EC70~EC99作用下,胞内毒素大部分释放于胞外.细胞释放的其它有机物主要是类腐殖酸和类富里酸,但并不稳定,6 d后,发生了明显的降解与转化.

藻类对摇蚊幼虫生成消毒副产物的影响规律

以摇蚊幼虫和铜绿微囊藻胞内有机物(IOM)为研究对象,考察在不同铜绿微囊藻和摇蚊幼虫浓度、氯胺投加量、反应时间、p H值和温度等条件下消毒副产物的生成规律。结果表明,当铜绿微囊藻或摇蚊幼虫单独存在时消毒副产物生成量都很少,最大值不超过1.3μg/L;当二者共存时,氯胺消毒副产物生成量均有明显增加,但变化趋势却有所不同。随着TOC浓度的不断增大,具有稳定结构的消毒副产物,如三氯甲烷(TCM)和三氯乙酸(TCAA)的生成量逐渐增加,水合氯醛(CH)和二氯丙酮(DCP)生成量则是先增加再降低。随着氯胺投量的增加,TCM、二氯乙腈(DCAN)、CH、DCP、二氯乙酸(DCAA)和TCAA生成量都逐渐增加。CH和DCP生成量随反应时间的延长先增加后减少,在48 h时生成量最多。p H值的增大有利于增加TCM和TCAA的生成量。DCAN生成量随着温度的升高而减少,CH和DCP生成量在20℃时出现最大值,分别为1.43和1.22μg/L。

预氯化含蓝藻水过程中AOC变化规律及作用机理

以铜绿微囊藻为研究对象,研究了预氯化含蓝藻水过程中可同化有机碳(AOC)的变化规律及作用机理。结果表明:氯可以快速提高含蓝藻水的AOC浓度,当氯投量为3 mg/L、氧化时间为30 s时,AOC浓度增加至592.0μg/mg TOC,AOC呈现先迅速增加后逐渐降低的趋势。氧化过程中藻细胞完整率不断下降直至1%以下,DOC由0.47 mg/L增加到0.99 mg/L,同时钾离子浓度由1.18 mg/L增加到1.33 mg/L,UV254和SUVA值分别从0.006 cm-1、1.277 L/(mg·m)增加到0.099 cm-1和10 L/(mg·m),氧化后的三维荧光光谱图(EEM)中新出现富里酸类物质,且荧光强度不断增强,说明芳香结构有机物增多。氧化前胞外有机物(EOM)和胞内有机物(IOM)形成的AOC分别为135.9和329.0μg/mg TOC,IOM的AOC浓度是EOM的2.4倍,IOM对AOC的形成贡献较大;氧化后分别是165.9和353.4μg/mg TOC,和氧化前相比则变化不大。综上所述,氯氧化能快速提高含蓝藻水的AOC浓度,主要是由于短时间内破坏了藻细胞结构,引起IOM的释放。