環(huán)境中微囊藻毒素的檢測、提純及其紫外光助催化降解的研究.pdf

1、隨著水體富營養(yǎng)化的日益加劇，藍藻水華爆發(fā)帶來的微囊藻毒素污染成為一個全球關(guān)注的環(huán)境問題。微囊藻毒素MCs是由藍藻所產(chǎn)生的一種具有強烈致癌作用的肝毒素，其分子結(jié)構(gòu)復雜、種類繁多，以痕量形式穩(wěn)定地存在于各類富營養(yǎng)化的天然水體中，傳統(tǒng)的處理工藝難以有效祛除，這對人類健康構(gòu)成了極大的潛在威脅。目前迫切要求對MCs進行快速定性、定量分析的同時，也需要大量MCs純品作為試驗材料進行深入研究，以便尋找一種穩(wěn)定高效的方法降解祛除飲用源水中的MCs。本論

2、文圍繞著MCs的分離檢測、純化制備以及LIVA光助高級氧化方法(AOP)降解這幾個主題，以太湖梅梁灣采集的樣品為對象開展了一系列研究工作。具體包括以下內(nèi)容： 優(yōu)化建立了基于固相萃取(SPE)-高效液相色譜(HPLc)和商品化的ELISA試劑盒的兩種途徑檢測中痕量MCs的方法。通過對樣品預處理中小柱、淋洗、洗脫、濃縮定容等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的單因素考察，確立的SPE方法能夠高效穩(wěn)定地將水樣中MCs濃縮富集1000倍；洗脫液采用配有DAD檢

3、測器的HPLC儀器，以含有三氟乙酸(TFA)的甲醇溶液等度洗脫方式進行MCs檢測，SPE-HPLC方法不但可以定性不同種類的MCs，而且可以進行準確定量檢測。結(jié)果同ELISA方法進行了比較驗證。采用這兩種方法對夏季太湖梅梁灣的水樣進行了檢測，結(jié)果表明水中主要含有的微囊藻毒素為MC-RR和MC-LR，其中：MC-RR含量更高，在峰值9月份兩種MCs濃度都已經(jīng)超過了有關(guān)標準，需要采取措施控制。 在室溫條件下采用60﹪的甲醇結(jié)合藻細

4、胞超聲粉碎方法從水華藻漿中提取了MCs，毒素濃度較高而雜質(zhì)含量較低，調(diào)節(jié)pH值使殘余色素蛋白變性析出得以分離。在SPE-HPLC儀器上進行了提取MCs分離條件的優(yōu)化，并運用LC-ESI/MS設(shè)備進一步確認鑒定毒素類型，結(jié)果表明MC-RR、MC-YR和MC-LR這幾種藻毒素是太湖水華藻樣中主要的MCs類型，還包括一種去甲基化的MC-RR和一種未見報道的MCs；同樣以此提取液為對象，在Flash色譜和制備型HPLC儀器上進行了MCs放大制備

5、試驗，在流動相比例為甲醇/水=55/45，流速選定為10mL/min，進樣量為400μL的最佳條件下，同時分離、純化制得約0.1mg純凈MC．RR和MC-LR單體。 不同光照條件下考察了Fenton試劑和Fenton體系對高低不同濃度的提取MC-LR的降解情況，并采用甲基紫褪色光度法對過程中產(chǎn)生的羥自由基進行間接測量，探討了這些過程中藻毒素降解的機理。結(jié)果表明Fenton體系可以部分降解MC-LR，降解速率和程度與Fenton

6、試劑用量成正比，基本遵循羥自由基氧化進攻的機理；在低強度輻照OVA光照下，F(xiàn)e<3+>和Fe<'2+>能夠有效降解MC-LR，前者更為顯著，但過程中的羥自由基產(chǎn)量和毒素降解率的正相關(guān)性降低，F(xiàn)e(OH)<'2+>絡(luò)合物產(chǎn)生光生羥自由基是導致毒素降解主要的引發(fā)劑；UVA-Fenton體系中二者的協(xié)同效應加速了體系中Fe<2+>/Fe<'3+>的循環(huán)，極大提高了羥自由基產(chǎn)量，使MC-LR降解速率大于Fen‘ton和Fe<3+>(Fe<2+>

7、)/UVA體系中降解速率之和；廣譜的太陽光參與的Fe<2+>(Fe<3+>)體系和Fenton體系降解Mc-LR比UVA更為高效；在采用太陽光照射和模擬天然水中的濃度和pH條件下，運用ELISA檢測方法，發(fā)現(xiàn)Fe<'2+>(Fe<'3+>)和Fenton體系都可以緩慢降解水體中痕量的MC-LR，提出這可能是自然界中MCs分解、演變一種途徑。利用溶膠提拉并燒結(jié)的方法制備了納米TiO<2>薄膜。在模擬太陽光的低輻照強度條件下；考察了pH值、

8、初始濃度和光照強度對納米TiO<,2>膜光催化降解痕量MC-LR標準品的影響，結(jié)果表明MC-LR在低強度UVA紫外光照下能夠有效地被納米TiO<,2>膜降解，當pH4左右毒素分子在催化劑表面吸附量最大，降解速率最快；痕量Mc-LR光催化降解速率隨毒素初始濃度增大而提高，表觀反應模式符合Langmuir-Hinshelwood反應機理，其中降解的速率常數(shù)K和Langmuir吸附常數(shù)K分別為19.72μg(Lmin)<'-1>和6.57×1