翻译UV-H2O2降解藻毒素MC-RR.doc

翻译原文：Degradation of microcystin-RR by UV radiation in the presence of hydrogen peroxide UV-H2O2降解藻毒素MC-RR 乔瑞萍，李楠，齐新桦，王琪山，庄袁依* 南开大学环境科学与工程学院，中国天津，300071 接受日期：2004年12月16日；反馈日期：2005年1月24日；发表日期：2005年1月25日 摘 要：本研究主要通过对UV/H2O2氧化降解藻毒素MC-RR的实验来评估该方法解藻毒素的有效性和实用性，并用来处理被藻毒素污染的水体。实验中主要的影响因素如：双氧水剂量、pH值、UV光的强度、初始MC-RR浓度都被研究分析。实验中发现降解藻毒素存在一个最佳的双氧水剂量，超出了该剂量，会呈现抑制作用。对于直接光催化降解或是双氧水氧化，反应过程可以用单因素的一级反应动力学或是二级反应动力学来描述。与上述处理技术相比，UV/H2O2组合工艺有更强的氧化降解性能。随着初始浓度增加，实验观察到的反应系数减小，反应半衰期延长。结果表明UV/H2O2组合工艺能很好的处理饮用水源中的藻毒素的污染。 关键词：光降解，微囊藻，UV/H2O2组合工艺，动力学。 1.简介 随着工业化进程和农业发展，排放到地表水体中的污染物质，使藻类大量生长造成了的富营养化污染越来越严重。微囊藻毒素是一种由Microcystis，Oscillatoria，Nostoc，Aphanizomenon和Anabaena等菌体分泌的肝毒性肽物质。当向水体中投加氯的时候，该物质会从藻体中释放出来，已经有很多关于藻毒素危害植物、动物、鱼类、人体健康的案例。目前已经发现的藻毒素超过70多种，其中从自然界和实验室培养器中分离出来的一种毒素是MC-RR（C49H75N13O12，分子量1038.2）。很多作为饮用水源的水体都容易诱发蓝藻的大量生长，而且它们分泌的毒素具有环状结构而具有一定的持久性，常规的处理工艺对该毒素作用效果微弱。研究发现当水体中存在光敏剂的时候，阳光能降解的藻毒素；加氯和臭氧氧化也能降解藻毒素，但是由于处理费用以及藻毒素爆发季节性的特点，以上的方法使用受到抑制。 光催化技术如：UV/TiO2和UV/H2O2/TiO2能有效地降解水体中的藻毒素。与其他的AOPs如：Fenton，臭氧，UV/O3，UV/TiO2等相比，UV/H2O2组合工艺能产生更多的基团，因为在光（UV）的作用下，一份双氧水能产生两份的羟基粒子（·OH）。反应式如１： 羟基自由基能广泛地氧化水体中的污染有机物。近期有研究表明，它还能有效的处理染料废水、医用废水和有毒的化学物质。在适当的操作条件下，污染有机物能完全降解为二氧化碳和水，并且不产生二次污染物。另外，该系统没有一定的优势相，也不存在相转化的问题，没有污泥形成，运作简单，投资成本低，适应微污染水的净化。 蓝藻产生的藻毒素种类主要取决于环境的温度。亚洲地区供水温度较高，主要产生的毒素是MC-RR，这也更符合本研究的意义。所以，最终决定用UV/H2O2组合工艺来研究MC-RR的降解。 2.实验部分 2.1.材料 HPLC级MC-RR，购买于ALEXIS生化中心（美国，圣地亚哥）；甲醇购自Concord公司（中国天津）；双氧水（30 %, w/w）；Na2SO3、NaOH、H2SO4购买于上海Reagent公司（中国上海）。以上的物质是分析纯，不需要再提纯。Microcystis aeruginosa（FACHB-7820）购买购自中国科学院水生生物所（中国武汉）；去离子水采用 Milli-Q-Water系统制备（Millipore, Bedford, MA, USA）。利特HypersilODSC18柱盒，购自中国科学院物理化学研究所（辽宁，中国） 2.2.分析器材 实验用到的器材有：Waters600高效液相色谱仪，Waters2996光电二极管阵列探测器（Milford，MA，美国）；反相HypersilBDSC18柱（250*4.6 mm i.d., 5 mm）和C18保护柱（购自中国科学院物理化学研究所）（中国辽宁）；KQ-400KDV超声波清洁仪和LXJ - II的离心机（上海中国）。 2.3.MC-RR的分离和纯化 Microcystis aeruginosa（FACHB-7820）在BG11培养皿中培养。当藻类生物量增长到最大，蓝藻在底部沉积，可以对培养液进行离心分离。藻粉分散在去离子水中，超声破碎20分钟后打破释藻外科结构，释放微囊藻毒素；然后离心并沉积，分离上清液。重复以上述程序，得到更多更纯的藻毒素。合并上清液，在90℃水浴中加热25分钟以消除大部分杂质，最后通过0.45um的GFB滤器真空过滤。用SPE-HPLC法提