王祥炳　黃曉容

摘 要：微囊藻毒素是水體富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生后產(chǎn)生的最大危險(xiǎn)物質(zhì)之一，對(duì)人體健康有極大的危害。文章主要從藻毒素的危害、致毒機(jī)理、分析檢測(cè)方法及其去除方法等方面，對(duì)近年來(lái)對(duì)藻毒素的研究進(jìn)展進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：微囊藻毒素；檢測(cè)；去除方法

微囊藻毒素（MC）是由微囊藻（Microcystis）、浮游藍(lán)絲藻（ Plankt othrix）、魚(yú)腥藻（Anabaena）和顫藻（Oscillat oria）等淡水藻類(lèi)產(chǎn)生的環(huán)七肽肝毒素[1]。微囊藻毒素是"水華"產(chǎn)生的最大危險(xiǎn)物質(zhì)之一。它不僅直接污染飲用水源，還可以在水生生物中富集，通過(guò)食物鏈而進(jìn)入高等級(jí)生物體內(nèi)，直接威脅人類(lèi)的健康和生存。

1 微囊藻毒素的致毒機(jī)理

根據(jù)藻毒素對(duì)生理系統(tǒng)、器官和細(xì)胞等主要器官的不同影響，一般分為肝毒素、神經(jīng)毒素和接觸、腸胃刺激性毒素。有報(bào)告指出藻毒素可能促進(jìn)腫瘤的發(fā)生[2]。微囊藻毒素可以促進(jìn)機(jī)體內(nèi)脂類(lèi)物質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，破壞機(jī)體氧自由基的產(chǎn)生與清除的平衡，而體內(nèi)自由基和許多疾病和外源性損傷的病理過(guò)程都有關(guān)聯(lián)[3]。

2 微囊藻毒素的檢測(cè)方法

水環(huán)境中MC的分析檢測(cè)是研究其在水環(huán)境中分布和遷移規(guī)律以及去除方法的基礎(chǔ)。目前MC的檢測(cè)方法可以簡(jiǎn)單分為：生物檢測(cè)法、免疫檢測(cè)法、蛋白磷酸酶抑制法、色譜分析法和聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）分析。

2.1 生物檢測(cè)法

生物檢測(cè)法分為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)是通過(guò)研究藻毒素對(duì)動(dòng)物的急性毒性作用來(lái)驗(yàn)證其毒理效應(yīng)。但其缺點(diǎn)是不能進(jìn)行定性分析，且檢測(cè)靈敏度不高。細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)是利用原代肝細(xì)胞來(lái)檢測(cè)藻毒素，可大大減少受試動(dòng)物的使用量，同時(shí)受試細(xì)胞的同質(zhì)性還可避免在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)各出現(xiàn)的個(gè)體差異，缺點(diǎn)是對(duì)操作者要求較高，要求操作人員掌握一定細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。

2.2 色譜分析法

分析MC的色譜技術(shù)包括高效液相色譜（HPLC），液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析（（LC-MS），毛細(xì)管電泳技術(shù)（CE）等。

高效液相色譜（HPLC） 是環(huán)境監(jiān)測(cè)不可或缺的技術(shù)支撐，對(duì)藻類(lèi)毒素及其同系物可做到定性和定量分析，是了解藻類(lèi)毒素化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的重要手段。但HPLC方法需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)的操作技術(shù)人員，依賴(lài)大型儀器設(shè)備，同時(shí)需要購(gòu)買(mǎi)高純度標(biāo)準(zhǔn)樣品，這些特性均限制了該方法在普通實(shí)驗(yàn)室的普及和應(yīng)用。LC-MS選擇性好，能夠?qū)崿F(xiàn)水體多種藻類(lèi)毒素混合物的同時(shí)分離和鑒定。目前有報(bào)道LC-MS對(duì)MC-LR、MC-YR、MC-RR的檢測(cè)下限分別為37、42和23ng/L[4]。同HPLC法相比較其靈敏度不夠，其檢測(cè)下限僅為1mg/L。故目前CE法僅限于快速和應(yīng)急檢測(cè)，一般不作為常規(guī)水體檢測(cè)藻類(lèi)毒素的手段。

2.3 聚合酶聯(lián)反應(yīng)（PCR）檢測(cè)

基于MC濃度與微囊藻Microcystis mcyE和Anabaena mcyE拷貝量呈正相關(guān)性原理，利用PCR擴(kuò)增湖泊水樣中mcy基因，記錄mcy的拷貝數(shù)以確定產(chǎn)MC藻細(xì)胞數(shù)量。PCR可以在基因片斷分析基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)毒藻類(lèi)的識(shí)別并計(jì)數(shù)藻類(lèi)的數(shù)量。

3 微囊藻毒素的治理方法

微囊藻毒素能對(duì)人體造成巨大損傷，人們已研究一些處理方法以除去水中的藻毒素，大體可分為物理法、化學(xué)法、生物法和復(fù)合工藝。

3.1 物理法

去除藻毒素的物理法主要有氣浮法、混凝沉淀法、吸附法、膜過(guò)濾法等。

混凝沉淀有一定的局限性，若混凝劑的投加不合理，會(huì)使藻細(xì)胞裂解，導(dǎo)致水體中溶解性藻毒素增加，對(duì)藻毒素的總體去除效果并不理想。膜過(guò)濾法以納米過(guò)濾、超濾和反滲透為代表，過(guò)濾的效果略有差異，這類(lèi)方法均可高效削減水體中藻毒素的含量。盡管膜過(guò)濾法在去除水體藻毒素方面具有較高的效率，但作為膜技術(shù)中關(guān)鍵部件的膜，容易受到水體中有機(jī)物的污染，故其成本非常高，最好用來(lái)處理經(jīng)過(guò)其它工藝預(yù)處理過(guò)以后的低污染水體。

3.2 化學(xué)試劑法

化學(xué)試劑法主要是利用化學(xué)試劑的強(qiáng)氧化作用來(lái)去除藻毒素，主要有高錳酸鹽法、臭氧法、光催化氧化法等。

高錳酸鹽作為一種強(qiáng)氧化劑可以氧化各類(lèi)有機(jī)化合物，對(duì)有機(jī)物分子中功能團(tuán)的破壞能力非常強(qiáng)，甚至可以分裂苯環(huán)，破壞MC分子中的不飽和雙鍵，因此消除MC毒性十分有效；有研究認(rèn)為高錳酸鹽能有效去除MC，也有報(bào)告指出該方法反而使水體藻毒素濃度升高。光催化氧化是一種高級(jí)氧化技術(shù)，光催化產(chǎn)生的羥自由基可明顯抑止藻類(lèi)生長(zhǎng)同時(shí)具有殺菌消毒的能力。

3.3 生物法

MC是一類(lèi)環(huán)狀肽類(lèi)有機(jī)化合物，可以利用一些自然界中存在的少數(shù)生物種群來(lái)降解藻類(lèi)毒素；與前述化學(xué)及物理方法相比，生物法的成本低廉且不會(huì)產(chǎn)生二次污染。目前生物法研究中報(bào)道較多的是部分水生植物和微生物對(duì)藻毒素的降解。

Pflugmacher等研究報(bào)道了水生蘆葦對(duì)周?chē)h(huán)境中藻類(lèi)毒素的吸收和降解作用[5]。國(guó)內(nèi)的尹黎燕等研究了苦草根對(duì)藻類(lèi)毒素的降解作用[6]。這兩類(lèi)水生生物雖均具有降解水體中藻類(lèi)毒素的能力，但缺點(diǎn)是作用周期長(zhǎng)，而且在這個(gè)作用過(guò)程中，還會(huì)出現(xiàn)藻類(lèi)毒素的富積與遷移，存在通過(guò)食物鏈傳遞到高等動(dòng)物的風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 復(fù)合處理工藝

臭氧-活性炭是結(jié)合臭氧的氧化性和活性炭的吸附性，去除率可達(dá)99% 以上，該法是解決MC污染的理想方法?？梢酝瑫r(shí)考慮各凈水單元對(duì)藻毒素的去除效果以進(jìn)行各單元工藝的優(yōu)化組合，確保飲用水安全。

綜上所述，目前對(duì)微囊藻毒素檢測(cè)及治理技術(shù)研究尚不完善，還存在一些問(wèn)題，但是隨著對(duì)微囊藻毒素研究的深入，最終完全認(rèn)識(shí)其合成機(jī)理，找到快速準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，開(kāi)發(fā)更為高效的微囊藻毒素去除技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]Ingrid Chorus，Jamie Bartram. Toxic Cyanobacteria in Water. A Guide to their Public Health Consequences， Monitoring and Management[M].Great Britain： St Edmundsbury Press，Bury St Edmunds，Suffolk，1999.

[2]樊有賦，等.微囊藻毒素的危害及其防治[J].生命的化學(xué)，2008，28 （1）.

[3]鐘啟升，李元，楊良.微囊藻毒素合成機(jī)理的研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2008，27（3）：1-4.

[4]WHO.Cyanobacterial toxins：microcystin-LR in drinking-water，background document for the development of WHO guidelinesfor drinking- water quality[M].Geneva：WHO，2003：4-5.

[5]Pflugmacher S.C. Wiegland，K.A. Beattie， et a1. Uptake effects， and metabolism of cyanobacterial toxinsin the emergent reed plant. Enviro[J].Toxlcol Chem.，2001，20：846-852.

[6]尹黎燕，黃家權(quán)，沈強(qiáng)，等.微囊藻毒素在沈水植物苦草中的積累[J].水生生物學(xué)報(bào)，2004，28（2）：151-l54.