羟基自由基快速杀灭典型水华藻的研究

中国环境科学2017,37(7)：2633~2638ChinaEnvironmentalScience羟基自由基快速杀灭典型水华藻的研究丁丽飞1,李海燕1,白敏冬1*,郑武1,郭枫1,张芝涛2*(1.厦门大学环境与生态学院,海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361102；2.大连海事大学环境工程研究所物理系,辽宁大连116026)摘要：以典型水华藻铜绿微囊藻、针杆藻和四尾栅藻为研究对象,利用大气压强电离放电高效生成的羟基自由基(•OH)对3种藻进行杀灭.采用荧光染色、流式细胞仪和光合活性等生物学方法,确定⋅OH杀灭的阈值浓度和时间,并观察细胞形态变化.结果表明,当混合藻中铜绿微囊藻、针杆藻和四尾栅藻的初始藻密度分别为19.5×104、21.8×104和4.90×104cells/mL时,⋅OH杀灭的阈值浓度为1.07mg/L,致死时间为4.5s;形态观察结果表明,处理后各种藻的形态是完整的,无内溶质溢出.因此,采用•OH可实现高效快速杀灭水华藻,有效保障饮用水安全.关键词：羟基自由基；水华藻；致死阈值；暴露时间中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1000-6923(2017)07-2633-06Researchontherapidinactivationoftypicalalgaebloomsbyhydroxylradical.DINGLi-fei1,LIHai-yan1,BAImin-dong1*,ZHENGWu1,GUOFeng1,ZHANGZhi-tao2*(1.CollegeofEnvironment&Ecology,XiamenUniversity,Xiamen361102,China；2.EnvironmentalEngineeringInstitute,DalianMaritimeUniversity,Dalian116026,China).ChinaEnvironmentalScience,2017,37(7)：2633~2638Abstract：Algaebloominginwatersourcesbreaksoutincreasinglyandseriouslythreatenedthewatersupplysafety.Benchscaletestswereconductedtostudytheeffectsof⋅OHgeneratedfromstrongionizationdischargeandhighpressurewaterjetcavitationoncelldensity,cellintegrityandphotosyntheticcapacityof3kindsoftypicalfreshwateralgae.AlgaespeciesincludingMicrocystisaeruginosa,Synedrasp.,andScenedesmusquadricuaudawererespectivelypreparedatconcentrationsof19.5×104,21.8×104and4.90×104cells/mL,andthecellintegritywasassessedbyflowcytometry.Resultssuggestedthatthe⋅OHlethalthresholdofthealgaewas1.07mg/Lwithintheexposuretimeof4.5s.Thecellmorphologicalobservationresultsshowedthatallthecellswereintegralandnocytoplasmcompositionspilled.Hence,large-scaleproductionof⋅OHisanovelmethodtoinactivetypicalalgaespeciesefficientlyandtoprotectdrinkingwatersafetysimultaneously.Keywords：hydroxylradical；algaeblooms；lethalthreshold；exposuretime藻华是世界性的水环境问题,而我国的诸多湖泊与河流库区的高藻爆发形势日益严峻.这些湖库水是我国饮用水水源的重要组成部分,高藻爆发时,藻密度、化学需氧量、氨氮等水质指标超过地表水Ⅲ类标准,不仅会增加自来水厂的生产成本,甚至引起减产或停产.常规饮用水处理工艺难以解决藻类毒素、嗅味物质等高藻引发的水质超标问题,严重威胁城市供水和饮用水安全[1].目前,采用化学氧化法控制藻华已成为全世界范围内的研究热点.Daly等[2]研究氯法杀灭密度为30×104cells/mL的铜绿微囊藻,当CT值(氧化剂的暴露总量)为7~