紫外/臭氧去除水中微囊藻毒素的效能及氧化产物研究

【摘要】：随着水体富营养化问题的日益加剧,蓝藻水华爆发带来的危害已经受到全球的关注。蓝藻水华爆发后,将产生产生一系列的毒素,其中以肝毒素在淡水蓝藻水华中最为常见。微囊藻则是产生肝毒素的主要藻类来源,在微囊藻毒素的各种变体中,MC-LR较为常见的,且毒性最大。本文以微囊藻毒素MC-LR为目标物,对UV、O3和UV-O3三种工艺去除MC-LR的效能及其氧化产物进行了初步研究。 实验中去除实验部分所用微囊藻毒素MC-LR利用实验室培养的铜绿微囊藻,经过干藻粉的制备、粗提取、纯化等过程提取获得。采用高效液相色谱法检测微囊藻毒素MC-LR,流动相为水(0.05%三氟乙酸):乙腈= 67: 33(V:V);流速为1.0mL/min;检测温度为30℃;进样量为100 L。 微囊藻毒素MC-LR的去除实验中,考察UV、O3、UV-O3三种工艺对初始浓度为10 g/L的MC-LR提取液的去除效果。三种工艺对去离子水中的MC-LR去除率均可达到90%以上;在滤后水中有所差异,UV、UV-O3工艺效果较好,去除率可达85%和90%,而O3在反应后期效果不佳,去除率约为70%左右。MC-LR的初始浓度对各工艺的去除效果没有明显影响;初始臭氧浓度影响较大,臭氧浓度越高,MC-LR去除效果越好;DOC的存在,会显著抑制各工艺对MC-LR的去除效果。进行产物分析时采用高效液相色谱/质谱法进行检测, Finnigan LCQ DECA XPMAX毛细管高效液相色谱离子阱质谱系统,ESI+模式,在质荷比为100～2000范围内进行全扫描;流动相为水(0.05%乙酸):甲醇= 30:70(V:V);流速为1.0mL/min;进样量为25 L。 UV、O3、UV-O3三种工艺氧化微囊藻毒素MC-LR的产物有明显差异。UV工艺氧化MC-LR主要产物为质荷比为995的物质,这主要是MC-LR的结构发生异构;O3氧化MC-LR则主要生成质荷比为795的醛类和835的酮类物质,为臭氧氧化Adda侧链双键所形成的产物;UV-O3方法氧化MC-LR则可以生产质比为497、520、570、637、683、750、792、877的物质,其产物生成途径主要为苯环的羟基化作用,Adda侧链中甲氧基结构变化,Adda侧链中共轭双键的改变以及七肽环环状结构的破坏。