铜绿微囊藻臭氧化以及藻毒素去除研究

[目的]研究臭氧杀藻机理和藻毒素去除效能,探索富营养化水体藻类处理的可行技术。[方法]采用臭氧氧化技术,针对太湖蓝藻中典型的产毒株——铜绿微囊藻(FACHB-912)进行了杀藻、藻毒素去除效果研究。[结果]臭氧杀藻能够破坏铜绿微囊藻细胞壁,导致胞内物质流失,很少量的臭氧就能够对藻细胞造成损伤,抑制其正常生长代谢。臭氧氧化可以去除藻毒素(MC-LR、MC-RR),10min去除率,LR为82.25%,RR为74.28%。臭氧去除藻毒素受溶液TOC影响,在同样条件下,对分离纯化后藻毒素的去除率LR为95.68%,RR为86.03%。[结论]臭氧化去除铜绿微囊藻效果显著。臭氧对于MC-LR、MC-RR去除效果明显,LR的臭氧降解效率要高于RR。     

UV/Fenton/TiO_2光催化氧化降解微囊藻毒素的研究

[目的]研究UV/Fenton/TiO2光催化氧化降解供水水源深水湖库水体中微囊藻毒素MC-RR和MC-LR的效果。[方法]以Fen-ton-TiO2作为光催化剂,考察不同反应时间、初始pH值、H2O2浓度、Fe2＋浓度、TiO2投加量、光照强度、藻毒素起始浓度对UV/TiO2/Fen-ton多相光催化氧化降解微囊藻毒素的影响,并对多相光催化氧化与UV光分解对藻毒素的去除效果进行比较。[结果]在H2O2起始浓度为0.1mmol/L、[H2O2]/[FeSO4]为15∶1、pH值为4.0、反应液距UV灯管1cm、TiO2投加量为0.05g/L和反应温度为（16±2）℃的条件下,反应3min后,浓度为0.35mg/L的MC-RR和浓度为0.29mg/L的MC-LR去除率可分别达到91.5%和90.2%。[结论]UV/Fen-ton/TiO2光催化氧化法能高效降解微囊藻毒素。     

太湖水体微囊藻毒素变化及其与理化因子的关系

2009年5～10月间采集太湖3个位点的水样,分析水体理化因子和微囊藻毒素的含量及种类。在整个采样周期,3个位点的胞外微囊藻毒素含量变化范围为ND(未检出,<0.02μg/L)至0.67μg/L,只检测到MC-RR和MC-LR两种微囊藻毒素;胞内微囊藻毒素含量变化范围为ND～53.34μg/L,MC-RR和MC-LR是主要的微囊藻毒素种类,在2009年10月的2号位点水体检测到多达6种微囊藻毒素。CODMn和叶绿素a与水体中胞内微囊藻毒素含量呈现显著正相关。在不同采样位点,胞内、胞外微囊藻毒素与理化因子的关系不完全相同,应根据不同区域开展环境条件对太湖水体中胞内、胞外微囊藻毒素含量影响的评估。     

Fenton氧化法降解微囊藻毒素MC-LR的研究

[目的]研究Fenton法氧化降解微污染水体水中微囊藻毒素MC-LR的效果。[方法]采用Fenton氧化法对微污染水中MC-LR的降解效果进行试验研究,考察H2O2与Fe2＋投加浓度、pH值、藻毒素初始浓度、反应时间等各种因素对降解效果的影响。同时,对影响水中MC-LR的Fenton氧化过程的相关因素进行初步探讨。[结果]在藻毒素MC-LR浓度0.31mg/L时,试验得到的最佳去除工艺条件为H2O2起始浓度0.30mmol/L,[H2O2]/[FeSO4]摩尔比30∶1,pH值4.0,反应温度（24±2）℃,反应60min后,去除率可达到90.30%。[结论]Fenton法在一定反应条件下可有效降解微囊藻毒素MC-LR。     

微囊藻毒素3种异构体的提取净化研究

[目的]建立微囊藻毒素提取净化的方法。[方法]对比分析固相萃取柱、及洗脱液等对微囊藻毒素3种异构体(MC-LR、MCYR、MC-RR)提取净化的影响,并建立固相萃取提取净化微囊藻毒素的方法。[结果]Accu BOND II ODS C18固相萃取柱对微囊藻毒素中3种异构体具有较高的回收率,其回收率均达80%以上;甲醇浓度越低的淋洗液淋洗能力越差,10%甲醇能去除大部分色素杂质,且3种异构体的流失率较小;甲醇浓度越高的洗脱液洗脱能力越强,70%和80%较低浓度甲醇洗脱液,其洗脱收集液中杂质较少,其中80%甲醇是较理想的洗脱液。[结论]该研究建立的微囊藻毒素提取净化方法简单可行,可为今后的工业化应用提供科学依据。     

水库微囊藻毒素3种异构体与环境因子的关系研究

[目的]在野外自然环境下研究微囊藻毒素3种异构体与环境因子的关系。[方法]应用高效液相色谱,对北方某水库5个采样点水体中微囊藻毒素3种异构体（MC-LR、RR和YR）进行了为期1年的监测,研究3种异构体与环境因子的相互关系。[结果]3种异构体均与叶绿素a呈现正相关关系;LR和YR异构体均与水温呈显著线性正相关,但是RR异构体与水温的相关性不明显;LR和YR异构体与总氮、硝酸盐氮和有机氮的相关性比较显著,而RR异构体只与硝酸盐氮存在显著负相关关系;LR和RR均与总磷和有机磷呈现显著正相关,而磷对YR异构体的影响相对较小,它们之间的相关性不明显。[结论]研究了微囊藻毒素3种异构体与叶绿素a、水温及氮、磷等环境因子的关系,并初步分析了其原因,对控制水体蓝藻的生长和毒素合成有一定的意义。     

水库微囊藻毒素3种异构体与环境因子的关系研究

[目的]在野外自然环境下研究微囊藻毒素3种异构体与环境因子的关系。[方法]应用高效液相色谱,对北方某水库5个采样点水体中微囊藻毒素3种异构体（MC-LR、RR和YR）进行了为期1年的监测,研究3种异构体与环境因子的相互关系。[结果]3种异构体均与叶绿素a呈现正相关关系;LR和YR异构体均与水温呈显著线性正相关,但是RR异构体与水温的相关性不明显;LR和YR异构体与总氮、硝酸盐氮和有机氮的相关性比较显著,而RR异构体只与硝酸盐氮存在显著负相关关系;LR和RR均与总磷和有机磷呈现显著正相关,而磷对YR异构体的影响相对较小,它们之间的相关性不明显。[结论]研究了微囊藻毒素3种异构体与叶绿素a、水温及氮、磷等环境因子的关系,并初步分析了其原因,对控制水体蓝藻的生长和毒素合成有一定的意义。     

太湖夏季蓝藻水华期间产毒蓝藻基因型组成和种群丰度研究

采用基于mcyA基因的PCR-DGGE和定量PCR分子技术,研究了太湖夏季蓝藻水华期间不同湖区水柱和表层底泥中产毒蓝藻基因型组成和种群丰度,同时利用高效液相色谱(HPLC)法测定了水体中微囊藻毒素(Microcystin,MC)3种异构体(MCLR、MC-YR、MC-RR)的浓度,为太湖蓝藻水华治理及其生态风险评估提供基础资料.结果表明,太湖产毒蓝藻有12种主要的基因型,不同湖区水体和底泥中基因型组成及其丰度存在差异,水体中基因型多样性高于底泥,所有样品中占优势的基因型是一致的,富营养化水平对产毒蓝藻群落结构有一定的影响.同时发现,水体中不同湖区产毒藻细胞种群丰度差异显著,富营养化水平高的湖区种群丰度也较高,底泥中产毒藻细胞种群丰度波动较小.水体中微囊藻毒素3种异构体中MC-LR浓度最高,其所占比例在湖区间有一定的差异,总微囊藻毒素浓度范围为0.54～1.08μg·L-1,部分湖区微囊藻毒素浓度超过WHO推荐的安全浓度阈值(＜1.0μg·L-1),必须引起足够重视.     

高效液相色谱法测定蓝藻发酵液及堆肥中微囊藻毒素含量

建立了高效液相色谱测定蓝藻发酵液和蓝藻堆肥中微囊藻毒素(MC-RR、MC-LR)含量的方法.样品中的MC-RR和MC-LR用5%乙酸溶液提取,离心分离后经过SPE小柱净化、富集,在C18柱上采用梯度洗脱,流动相为甲醇+0.05 mol/L磷酸二氢钾,利用二极管阵列检测器在238 nm进行检测.MC-RR、MC-LR的检测限为0.03 μg/ml,定量限为0.10 μg/ml.在50～200 μg/kg的添加范围内,MC-RR的回收率为78.0%～90.5%,MC-LR的回收率为82.0%～92.8%.     

微囊藻毒素(MC-LR)和重金属铬复合污染对白菜种子发芽的影响

随着大量富含营养物质的废水排入水体和全球变暖,水体富营养化及其引发的蓝藻水华污染日益严重[1],发生地点遍布全球[2].蓝藻水华污染主要危害之一是向水体中释放微囊藻毒素(MCs).微囊藻毒素与有机磷农药毒性相当,长期低剂量接触可诱发肝癌、肠癌[1].目前已有近70种微囊藻毒素异构体被检出,其中MC-LR毒性最强、危害最大,在水中含量可达mg·L-1数量级[3].在蓝藻水华频发的太湖、滇池等水域通常还存在重金属污染[4].目前关于微囊藻毒素对植物的毒性效应报道较少,其与重金属复合污染的毒性效应更是未见报道.因此,本实验以白菜为研究对象,依据美国国家环保局用于评价化合物生态毒性效应的种子发芽实验规程[5],研究了MC-LR及其与重金属铬(Cr)复合污染对白菜种子发芽的毒性效应.     

微囊藻毒素-LR降解菌的筛选

[目的]为生物降解微囊藻毒素-LR（Microcystins,MC—LR）选择生物除污的方法。[方法]对长春南湖表层和深层水体中的微生物菌群降解MC—LR的能力进行初步比较,并对具有较强MC—LR降解能力的微生物进行分离纯化及降解能力的比较。[结果]无论是深层水体还是表层水体中都存在能够降解MC-LR的微生物菌群,但表层水体中的微生物菌群降解MC—LR的延迟期较长,约为3．5d;而深层水体中微生物菌群降解MC—LR的延迟期较短,约为1．5d,降解速率更大,说明其能够降解MC—LR的微生物菌种活性较强。成功筛选出了4种降解MC—LR能力不同的单克隆菌落,其中菌种A和菌种B降解能力比较强。[结论]为纯菌种的定性研究、环境污染治理及生态环境的保护奠定了良好的基础。     

微囊藻毒素的检测方法及其降解技术研究进展

微囊藻毒素是富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素,它是一类具有多种异构体的环状多肽物质。较详细地介绍了水体中微囊藻毒素的结构、特性及其危害,并综述了有关其检测方法及降解技术的国内外最新研究进展;最后,对微囊藻毒素降解技术的发展方向进行了探讨和展望。     

干旱期喀斯特高原深水水库微囊藻毒素含量的变化特征

为了解阿哈水库干旱期的环境生态因子与微囊藻毒素含量的变化关系,通过在不同区域布设采样点,在特殊的干旱时期进行为期半年(秋、冬、春3个季节)的微囊藻毒素含量监测,探讨了微囊藻毒素含量变化与环境因子间的关系.结果表明:阿哈水库中微囊藻毒素含量以MC-RR为主,含有少量的MC-LR.其中,在2009年10月MC-RR的含量达到最大值,为2.84μg/L.对环境因子的相关性分析表明,在特殊的干旱时期,喀斯特高原深水水库(阿哈水库)中微囊藻毒素的含量变化随温度的变化特征较明显,MC-RR的含量随温度的升高而稍有增加,而MC-LR的含量随温度的升高反而降低.在布设的5个采样点中,相对封闭、水体流动性较差的水域中微囊藻毒素含量比相对开阔、水体流动性较好的水域高.     

微囊藻毒素降解菌EMB分离鉴定及其降解特性

以藻毒素提取液作为唯一碳源和氮源,从太湖蓝藻堆积点底泥中分离筛选高效微囊藻毒素降解菌。结果表明:经过驯化筛选得到1株高效降解菌EMB。在培养温度30℃、pH值为7时其降解毒素效率最高,培养21h内可将初始浓度为2.99 mg/L和2.15 mg/L的MC-RR和MC-LR完全降解,此外菌株EMB可以将太湖水华样品中的MC-RR和MC-LR在2周内降解到安全饮用水标准范围内。形态、生理特性和16 S rDNA序列分析表明,菌株EMB属于芽孢杆菌属(Bacillus.sp.),与已报道的B.subtilisB-FS06在进化树上距离最近。     

乙草胺在水溶液中的光降解研究

【目的】通过研究乙草胺在水溶液中的光降解反应,为有效去除水体中的乙草胺提供理论依据。【方法】采用高效液相色谱对乙草胺水溶液(不添加任何试剂、添加H_2O_2、添加H_2O_2/Fe~(2+))在氙灯和汞灯照射条件下的降解行为进行研究。【结果】10mg/L乙草胺在氙灯照射600 min后降解了95.33%,在汞灯照射10 min后降解了95.15%;在氙灯照射240 min后,不添加任何试剂、添加H_2O_2和添加H_2O_2/Fe~(2+)的乙草胺分别降解了70.61%、84.28%和92.16%。【结论】乙草胺在水溶液中的光降解属于一级动力学反应,光降解速率次序为汞灯氙灯+H_2O_2/Fe~(2+)氙灯+H_2O_2氙灯,且乙草胺添加H_2O_2、添加H_2O_2/Fe~(2+)与不添加任何试剂所产生的降解产物不同。     

中药黄连对鲢鱼消化酶和去毒酶活力及抗MC-LR作用的影响

[目的]研究中药黄连对鲢鱼消化酶和去毒酶活力以及铜绿微囊液MC-LR含量的影响。[方法]将黄连水提液作为饲料添加剂喂喂鲢鱼,检测鲢鱼的肠道消化酶(脂肪酶、胃蛋白酶和淀粉酶)和肝脏去毒酶(谷胱甘肽S-转移酶s GST及其底物谷胱甘肽GSH)活力以及铜绿微囊藻受到抑制后藻毒素MC-LR含量的变化。[结果]在普通水体中饲养,喂药组和对照组各酶活力没有显著差异(P0.05);放入铜绿微囊藻藻液饲养24 h后,脂肪酶活力升高,淀粉酶活力降低,差异极显著(P0.01),但胃蛋白酶活力差异不显著(P0.05)。喂药组与对照组肠道消化酶活力差异不显著(P0.05);喂药组鲢鱼肝脏GSH和s GST活力升高(P0.01),且高于对照组(P0.01)。120 h,黄连水提液处理组铜绿微囊藻细胞内MC-LR含量降低了82.4%,空白组的铜绿微囊藻细胞内MC-LR含量增加了39.5%。[结论]在饲料中添加黄连鲢鱼在铜绿微囊藻环境下,黄连可诱导显著增强鲢鱼肝脏去毒酶活力,在富含铜绿微囊藻的水体中饲料中添加黄连鲢鱼的生存能力有所提高。     

水分含量对蓝藻堆肥腐熟及藻毒素含量的影响

为探索和优化开放环境中蓝藻堆肥的腐熟化、无害化处理工艺参数,以蓝藻为原料,菌渣和稻壳为调理剂进行好氧堆肥,研究了初始含水率为50%(W50%)、55%(W55%)和60%(W60%)的处理对堆肥腐殖化进程及微囊藻毒素(M C)降解速率的影响。结果表明:堆肥48d后,各处理成品均已满足有机肥标准,种子发芽指数高于85%;3种含水量条件下,腐殖质含量分别下降23.16%、21.71%和19.50%;胡敏酸含量分别提高69.40%、60.58%和43.89%;富里酸含量分别下降50.30%、50.09%和40.36%;腐质化系数(胡敏酸/富里酸)分别为2.85、2.94和2.23,增幅为141.27%~240.81%。堆制48d,MC-LR和MC-RR含量均低于1μg kg-1,降解率高于95%;各处理组中,MC-LR和MC-RR降解速率变化趋势相似,且MC-RR的降解速率高于MC-LR。研究表明,W 50%和W55%处理有利于形成腐殖类物质,提高堆体腐熟度,W 55%处理MC的降解效果最好。     

液相色谱-串联质谱法同时检测水中5种微囊藻毒素

[目的]建立高效液相色谱-串联质谱同时检测水中5种微囊藻毒素(MC)的方法。[方法]在流动相中加入甲酸,以亮氨酸-脑腓肽为内标,采用多反应监测模式(MRM)对5种MC进行定量检测。[结果]5种MC的检出限均低于0.1μg/L,平均回收率在91.2%~101.6%。此方法用于太湖水样的检测,3个水样中1个样品检出了MC-LR,含量为0.2μg/L,低于WHO饮用水中MC-LR为1.0μg/L的控制标准。[结论]该研究建立的高效液相色谱-串联质谱同时检测水中5种MC的方法灵敏度高、选择性好。     

PCR扩增法检测江苏省5大淡水湖泊产毒微囊藻的空间分布

微囊藻毒素(Microcystin,MC)的产生受微囊藻毒素合成酶基因簇(microcystin biosynthesis gene,mcy)调控,常用PCR扩增mcy基因检测产毒微囊藻.采集江苏省5大淡水湖泊——太湖、滆湖、高宝-邵伯湖、洪泽湖和骆马湖的水样,测定水体营养盐浓度和叶绿素a浓度,根据叶绿素a浓度计算5个湖泊的富营养化指数(Trophic state index,TSI),同时应用单一和多重PCR扩增mcy基因.结果表明,太湖和滆湖处于富营养和超富营养化水平,洪泽湖和骆马湖处于中营养和富营养化水平,高宝-邵伯湖处于寡营养水平.太湖、滆湖、洪泽湖和骆马湖的所有水样均检出mcy基因,4个湖泊水体受到微囊藻毒素的潜在威胁,高宝-邵伯湖没有检测出mcy基因的存在,尚未受微囊藻毒素的污染.     

添加不同蓝藻饲料对草金鱼生长、体色和MCs含量的影响

为探讨饲料中添加蓝藻和超声波脱毒蓝藻对草金鱼生长、体色和微囊藻毒素(MCs)含量的影响,分别用添加0(对照组)、50%蓝藻藻泥、50%脱毒蓝藻藻泥、67%蓝藻藻泥和67%脱毒蓝藻藻泥饲料饲喂草金鱼60 d。结果显示:饲料中添加蓝藻藻泥能够显著促进草金鱼生长(P0.05),而经超声脱毒蓝藻未表现出促生长作用。与对照组相比,饲喂添加67%蓝藻藻泥饲料组草金鱼皮肤a~*红度值、b~*黄度值和类胡萝卜素含量均显著升高(P0.05),饲料中添加67%蓝藻藻泥增色效果最佳。对照组草金鱼内脏和肌肉内均未检测到微囊藻毒素RR(MC-RR)和微囊藻毒素LR(MC-LR)存在。饲喂添加蓝藻藻泥饲料或脱毒蓝藻藻泥饲料后,草金鱼肌肉和内脏内均有MC-RR蓄积,且蓝藻藻泥添加组和脱毒蓝藻藻泥添加组间无显著差异(P0.05),草金鱼内脏内检测到MC-LR蓄积,二者间差异亦不显著(P0.05),仅在饲喂添加67%蓝藻藻泥草金鱼肌肉内检测到MC-LR蓄积。