[發明專利]一種在不破壞藻細胞的前提下控制藻毒素風險的方法

有效

• 申請號: 201511018002.4
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105540732B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 陶益;侯德林;劉玲靜;周婷如;張錫輝
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/72
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 劉莉

本發明公開了一種在不破壞藻細胞的前提下控制藻毒素風險的方法，包括如下步驟：對同時含有藻細胞和胞外藻毒素的水進行UV?C輻照和投加S₂O₈^2?聯用處理，其中，所述UV?C的劑量為50mJ·cm^?2～100mJ·cm^?2，所述S₂O₈^2?的濃度為2mM～10mM，所述S₂O₈^2?在所述UV?C的激發下產生強氧化性的自由基SO₄^?·，所述自由基SO₄^?·氧化去除所述胞外藻毒素。本發明具有的優點包括：可以高效去除胞外藻毒素但又不會造成藻細胞的破壞，不加劇破壞藻細胞，防止大量藻毒素從藻細胞內釋放，降低了安全風險；健康環保，處理過程中不產生消毒副產物，不造成新的危害；簡單易制，應用靈活，可廣泛用于處理同時含有藻細胞和胞外藻毒素的水。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，特別是涉及一種在不破壞藻細胞的前提下控制藻毒素風險的方法。

背景技術

隨著水體富營養化，藻類大量生長，在適宜條件下甚至出現爆發式增長產生水華，帶來一系列環境問題和飲用水安全問題。有些可以產毒的藻細胞大量繁殖，其次生代謝產物藻毒素對人體健康造成嚴重威脅。藻毒素種類很多，主要包括環肽類肝毒素、生物堿類神經毒素和脂多糖類毒素等，短期或長期接觸含有藻毒素的水體或飲用了含有藻毒素藻的水，可能會導致腹瀉、嘔吐、頭疼、發熱、肌肉關節疼痛等多種癥狀，甚至可以導致死亡。1996年巴西就曾發生過藻毒素致死事件，而藻毒素引起的家禽、水生動物死亡事件在全世界均有報道。微囊藻毒素是毒性最強、分布最廣的藻毒素之一，世界衛生組織規定飲用水中總微囊藻毒素限值為1μg·L^-1，我國生活飲用水衛生標準(GB 5749-2006)毒理指標也對微囊藻毒素MC-LR做出了限定，限值亦為1μg·L^-1。

藻毒素化學性質穩定，在水中自然降解過程十分緩慢，加熱煮沸也不能將其去除。目前，處理同時含有藻細胞和胞外藻毒素的水常用的工藝有：生物方法、物理方法、化學方法及高級氧化等。

生物方法是利用藻毒素降解菌將藻毒素分解成無毒或低毒物質。雖然可以較好去除藻毒素，但耗時較長，且降解菌對環境條件要求苛刻，且出現沖擊負荷時處理效果較差。

物理方法如絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分離技術等，雖然可以有效去除藻細胞，但是對藻毒素的去除效果有限。絮凝劑對胞外藻毒素幾乎沒有去除效果，且可能造成藻細胞破裂釋放出主要存在于胞內的大量的藻毒素。活性炭吸附可以較好去除藻細胞和藻毒素，但投加量較大。膜分離技術成本較高，聚醚砜膜對藻毒素具有較好的去除效果，而親水型的醋酸纖維素膜對藻毒素去除率幾乎為零。

化學方法如O₃氧化、Cl₂氧化、ClO₂氧化、KMnO₄氧化等，雖然可以有效氧化去除藻毒素，但會造成藻細胞破裂，釋放出主要存在于胞內的大量的藻毒素，需要投加大量氧化劑，增加處理成本。氧化劑投加量大時會產生大量消毒副產物，從而帶來新的安全威脅，尤其是含鹵素氧化劑，如投加大量Cl₂會產生HAAs等，投加大量ClO₂會產生亞氯酸鹽、氯酸鹽等。而投加大量O₃會產生溴酸鹽、甲醛等，投加大量KMnO₄會引起錳超標及色度超標等新安全問題。

高級氧化如UV-C與H₂O₂聯用、UV-C與ClO^-聯用等，利用UV-C激發產生強氧化性的自由基，氧化分解藻毒素，雖然提高了處理效率與速率，但和化學方法有類似的問題，同樣造成藻細胞破裂釋放大量藻毒素，使用含鹵素氧化劑也會產生大量消毒副產物等，帶來新的安全問題。

因此迫切需要一種能在不破壞藻細胞的前提下控制藻毒素風險的方法。