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强电离放电制取羟基杀灭压载水微生物研究

杨波  
【摘要】: 外来有害生物入侵性传播是海洋面临的四大威胁之一,船舶压载水是造成有害生物入侵最主要的传播途径。MEPC和GloBallast认为当前尚无一种在船上有效治理压载水的方法。本文作为国家自然科学基金重点项目“高气压下强电场电离气体的方法及其应用的基础研究”(编号:60031001)和国家重大基础研究前期研究专项“强氧化游离基杀灭海洋有害微生物的基础研究”(编号:2002CCC00900)的部分研究内容,针对国际治理压载水引发的外来生物入侵性传播的研究现状,采用强电场电离放电方法,在分子层次上将O_2和H_2O电离、离解成高浓度OH等活性粒子,以高效的气体溶解技术制成羟基自由基溶液加在压载水输送的主管路中,实现船上在线杀灭压载水中的有害微生物,为治理外来有害生物入侵性传播提供了理想新方法。 本文总结了羟基自由基杀灭压载水中微生物的实验研究,其主要成果有:(1)羟基杀灭微生物速度极快(<3s),能在压载水输送过程中杀死有害入侵微生物;(2)低浓度(0.6-0.7mg/L)就能杀死压载水中的单细胞藻、原生动物、孢子、细菌和弧菌等微生物;(3)羟基使微生物脂质过氧化程度升高两倍;对微生物细胞中的糖、蛋白质、DNA、RNA有强烈的破坏作用;对微生物的抗氧化酶系中的CAT、POD、SOD活性有明显的破坏作用,导致其抗氧化系统彻底崩溃;将单胞藻的光合色素几乎全部氧化、分解;(4)剩余羟基药剂分解成H_2O和O_2,无任何残留药剂;(5)羟基把微生物尸体最终分解成CO_2、H_2O和微量无机盐等无害物质;(6)羟基净化了压载水水质,铵盐、亚硝酸盐含量分别下降了197倍、60倍,COD从0.54mg/L减少到低于检测限,浊度降低50%,DO增加了77.2%;(7)加工羟基的设备体积小、操作简便、安全可靠、运行成本远低于在航深海更换压载水。 实验结果表明强电场电离放电制取羟基溶液是治理船舶压载水有效、可行、无残留药剂的创新方法。


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