[工学]第7章 饮用水中藻和藻毒素的控制.ppt

第7章 饮用水中藻和藻毒素的控制 谢曙光 博士/副教授 北京大学?环境科学与工程学院 2009年2月12日 饮用水中澡类的危害 近年来，由于大量生活污水、工业废水、农渔牧水的排入，使大部分水体遭受不同程度的污染，对城市供水造成严重影响。我国430个城市中有90%以上的饮用水源受到污染，导致水体的富营养化，而富营养化最明显的特征就是藻类的过度繁殖，给供水工程带来很大影响。 其危害主要表现在: (1)藻类会散发恶臭的气味。 （2）某些藻类在一定环境下产生藻毒素,对健康有害,会引起肠道疾病,甚至引起“三致”,国外就曾有藻毒素致死事件的报道。 (3)藻类和有机物还是消毒副产物的前体物，例如在氯消毒过程中，会产生挥发性较强的三卤甲烷(THMs),使饮用安全性下降。 (4)藻类会堵塞滤池，而且消耗较多的混凝剂和液氯,提高成本。 (5)穿透滤池进入管网的藻类和营养物质作为微生物生长、繁殖的基质，引起配水管网中的细菌再生长而造成二次污染。 (6)藻类有机质很容易被氧化,因而系统中需要的余氯被消耗掉。 产生藻毒素的藻的种类 淡水水体中藻毒素主要由蓝藻门的微囊藻(主要有铜绿微囊藻、绿色微囊藻、惠氏微囊藻等)、楔形藻、念珠藻、顶胞藻、结球藻、水华束丝藻、颤藻、鱼腥藻等一些品系或种产生。 此外，在绿藻、硅藻及双鞭毛藻的个别种中也发现有藻毒素产生。 其中以对微囊藻毒素(MCYST) LR、YR、RR的研究最多，是一种在蓝藻水华污染中出现频率最高、产生量最大和造成危害最严重的藻毒素种类。 MCYST的迁移及转化 MCYST主要存在于藻细胞内部，但在不同的生长阶段，细胞内外环境中的毒素分布是变化的。研究发现， MCYST在藻类的对数生长期明显增加，毒素主要集中于细胞内部，在对数生长末期达最大含量；停止生长后随着藻细胞的死亡解体，胞内的水溶性毒素不断释放进入水体。 MCYST在水中的行为与环境因子有关，光照强度、温度、水中的有机物、溶解氧、色素及其他水生生物等因素都会对MCYST的产生及其迁移转化产生影响. 微囊藻毒素的理化性质 Adda是表达MCYST活性的必需基团，其结构改变或被去除，毒素的毒性就会降低。 MCYST性质稳定，能溶于水，在水体中的稳定时间与水体的特征有关，在去离子水中可在较长一段时间内保持稳定。 MCYST能够被紫外线光解或通过异构化作用丧失毒性，在波长240 nm处具有一个强烈的吸收峰，当紫外线波长接近其吸收光谱的最大吸收波长时，降解速度大大增加。此外， MCYST具有热稳定性，加热煮沸（水浴100 OC，30 min)不致丧失毒性。 淡水蓝藻产生的毒素与毒理 常规工艺去除藻和藻毒素的局限性 传统净水工艺不能有效去除水中藻毒素。 Himberg等研究了传统净水工艺中混凝剂对不同藻毒素的去除效果，去除率为0—32%。 朱光灿等发现，混凝沉淀通过去除藻类而去除细胞内藻毒素,但对细胞外的溶解性藻毒素无去除作用。过滤与氯消毒可去除部分细胞外藻毒素，对细胞内藻毒素的去除作用较弱。他们认为，传统制水工艺不能保证出水藻毒素达标,必须采取预处理或深度处理措施。 传统制水工艺蓝藻暴发期间，在自来水厂出水中往往能检测出藻毒素。 穆丽娜等于1999～2000年在无锡的梅园、小湾里、充山水厂出水中都曾检测出藻毒素，最高达0.64 μg/L；吴静等在某市两个水厂出水中检测到0.07～1.09 μg/L的Microcystin－RR 。 中国南方地区水源水和饮用水中藻毒素浓度 饮用水中澡毒素的危害 水体的富营养化导致水体中藻类的过度繁殖,特别是引起浮游藻类(主要是蓝藻属)的爆发而形成水华。它不但影响水体景观效果，而且还会产生藻毒素,给水生态系统、公共卫生安全带来严重威胁。 在美国、日本、澳大利亚、巴西等国皆有报道因藻毒素引起鱼类、家畜及人中毒死亡的事件发生。 在我国的滇池、太湖、巢湖、洱海等水体中,检测出藻毒素最大浓度值为世界卫生组织规定饮用水藻毒素含量(不超过1μg/L)的千倍以上。 我国江苏海门、启东和广西扶绥的原肝癌发病率相当高与当地居民长期饮用含MC的池塘或河流水有关,浙江海宁地区大肠癌的高发病率也与饮用的河滨水、池塘水的MC含量存在正相关关系。 强化混凝除藻 常规的混凝沉淀法除藻效率低，需对其加以强化,以提高除藻效率.强化混凝不但可以使除藻率提高到90%以上，同时也可去除水中各类有机物。但国外研究指出,强化混凝沉淀法只能有效提高藻类在滤池中的去除率，并不能有效提高其在沉淀池中的去除率，易堵塞滤池。 去除藻和藻毒素的技术 物理法 化学法 生物法 组合技术 第1部分 物理法控制澡类和藻毒素 控制藻和藻毒素的物理方法 常用的物理除藻方法有： 溶气气浮法 吸附法 膜过滤 超生波 微滤机法 直接过滤法 气浮法机理 气浮法净水是当前国际上新