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        3種剛毛藻對1,2—二氯苯去除效果研究

        2017-05-17 16:58:53石瑛馬健瑞陳展明
        熱帶農(nóng)業(yè)工程 2016年6期
        關(guān)鍵詞:疏枝二氯苯剛毛

        石瑛+馬健瑞+陳展明

        摘 要 對3種剛毛藻去除廢水中1,2-二氯苯(1,2-DCB)的性能進(jìn)行研究,并分析3種剛毛藻不同初始濃度對1,2-二氯苯的去除效率。結(jié)果表明:在自然水體中,1,2-DCB在4 d后揮發(fā)量減少,在水中的含量趨于穩(wěn)定;在較低濃度時(shí)(5 μg/mL),脆弱剛毛藻、寡枝剛毛藻和疏枝剛毛藻對1,2-DCB的去除率隨著時(shí)間的延長而增大;到第5天時(shí),對1,2-DCB的去除率分別達(dá)76.67 %、35.45 %、26.06 %,其中脆弱剛毛藻對1,2-DCB的去除效果最好;但隨著1,2-DCB濃度的升高,剛毛藻對1,2-DCB的去除效率降低。這表明大型藻類在低濃度廢水的處理中有潛在的研究和應(yīng)用價(jià)值。

        關(guān)鍵詞 剛毛藻 ;1,2-二氯苯 ;去除效果 ;廢水處理

        中圖分類號 Q949.21.4

        Abstract In this paper, we studied the removal effects of 1,2-dichlorobenzene from waste water by three kinds of Cladophora, and the removal efficiencies of 1,2-DCB by three kinds of Cladophora under different initial concentrations were studied. The results showed that in natural water, the volatilization of 1,2-DCB decreased after 4 days, and the content of 1,2-DCB in water tended to be relatively stable. At lower concentration (5 μg/mL), Cladophora fracta, Cladophora oligoclora Kütz and Cladophora insignis (Ag.) Kützs' removal rate of 1,2-DCB increased with prolonging of time. And the removal rates of 1,2-DCB reached 76.67%, 35.45% and 26.06% at day 5, respectively. Among them, the Cladophora fracta's removal efficiency of 1,2-DCB was the best. However, with the increase of treatment concentration, the removal efficiency of 1,2-DCB was decreased. The results showed that large-scale algae in the treatment of low concentration of wastewater has potential research and application value.

        Key words Cladophora ; 1,2-dichlorobenzene ; removal effects ; waste water

        剛毛藻(Cladophora)是一類常見的多分枝大型絲狀綠藻,在淡水生態(tài)系統(tǒng)中具有多方面的作用。它們是淡水環(huán)境監(jiān)測的重要指示生物;對過量的營養(yǎng)物質(zhì),如N、P有顯著的吸收作用[1-2],能降低和改善水體的營養(yǎng)水平狀態(tài)[3],對氯苯類、重金屬和氟化物等有害物質(zhì)有吸收、轉(zhuǎn)化并降解的能力[4-5],在水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)方面發(fā)揮著重要的作用。1,2-二氯苯是具有高度脂溶性的氯代芳香烴類化合物,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥、塑料等各領(lǐng)域,也是被各國優(yōu)先監(jiān)測的有機(jī)污染物之一[6-7],已有研究結(jié)果表明,高濃度1,2-二氯苯是對人體的神經(jīng)系統(tǒng)和肝、腎等有嚴(yán)重地毒害[8],早在20世紀(jì)80年代就被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)確定為可能的人類致癌物[9]。由于1,2-二氯苯的大量使用及其具有的生物難降解性,對生態(tài)環(huán)境及人類健康構(gòu)成了日益嚴(yán)重的威脅。本試驗(yàn)研究了3種剛毛藻對水中二氯苯污染物的去除效果,為大型藻類的環(huán)境污染治理提供思路。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        選取山西省常見的脆弱剛毛藻(Cladophora fracta)、寡枝剛毛藻(Cladophora oligoclona)及疏枝剛毛藻(Cladophora insignis)作為研究材料;以1,2-二氯苯(1,2-DCB)為研究對象。

        1.2 方法

        1.2.1 繪制1,2-DCB的標(biāo)準(zhǔn)曲線

        利用安捷倫7890A氣相色譜儀對二氯苯進(jìn)行氣相(GC)檢測。GC條件:柱溫為80 ℃,階升溫度為130 ℃,進(jìn)樣口為240 ℃,壓力為5.801 3 pis,檢測溫度為240 ℃,隔墊吹掃流量為5 mL。根據(jù)1,2-DCB在水中的濃度和氣相色譜峰面積之間的關(guān)系繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

        1.2.2 模擬水環(huán)境中3種濃度1,2-DCB的歸趨研究

        取1,2-DCB 0.1 g,溶解于400 mL蒸餾水中,模擬自然環(huán)境,利用GC分別測定0-5 d時(shí)間內(nèi)1,2-DCB在水中的含量。

        1.2.3 3種剛毛藻對1,2-DCB的去除效果

        稱取鮮重1 g的藻量分別置于含5×10-6、10×10-6、50×10-6 g/mL的1,2-DCB溶液的錐形瓶中,用封口膜封口后置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。培養(yǎng)條件:溫度為18-19 ℃,光照日夜比為12 h:12 h,強(qiáng)度為2 500-4 500 lx。同時(shí)設(shè)不加剛毛藻的空白溶液作為對照,每組3個(gè)平行重復(fù),在第1、3、5天分別測定溶液中1,2-DCB的含量,并計(jì)算去除率。

        去除率%=[(原始濃度-第n天溶液濃度)-(空白組原始濃度-第n天空白濃度)]/原始濃度×100。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 1,2-DCB的標(biāo)準(zhǔn)曲線和模擬水環(huán)境中二氯苯的動態(tài)變遷趨勢

        對1,2-DCB的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行測定,結(jié)果見圖1,獲得濃度計(jì)算公式:y=12 017 x-2.1×105,R2=0.998 8,表明測試方法能滿足實(shí)驗(yàn)的要求。為了排除1,2-DCB的揮發(fā)影響,實(shí)驗(yàn)測定了1,2-DCB隨著時(shí)間變化在水環(huán)境中的動態(tài)變遷趨勢,結(jié)果見圖2。

        由圖2可看出,1,2-DCB在前1 d的減少量最大,說明溶液配制初期,初始濃度選取了它們的過飽和量,所以當(dāng)天就有部分1,2-DCB不溶于水中并揮發(fā)消耗掉。隨著初始濃度的降低,溶液達(dá)到穩(wěn)定濃度的時(shí)間相對縮短。4 d后,1,2-DCB的揮發(fā)量減少,在水中的含量趨于穩(wěn)定。

        2.2 3種剛毛藻對5 μg/mL1,2-DCB的去除效果

        由圖3可看出,在1,2-DCB起始濃度為5 μg/mL時(shí),3種剛毛藻處理組中1,2-DCB的減少量高于空白對照組中1,2-DCB的揮發(fā)量。在處理1 d后,空白組中1,2-DCB的含量變化與脆弱剛毛藻、寡枝剛毛藻和疏枝剛毛藻培養(yǎng)組中1,2-DCB的含量變化相差不多,3種剛毛藻對1,2-DCB的去除效果差別不明顯。隨著時(shí)間的延長,剛毛藻的去除效果逐漸增強(qiáng)。到第5天時(shí),對1,2-DCB的去除率分別達(dá)76.67 %、35.45 %、26.06 %。

        2.3 3種剛毛藻對10 μg/mL 1,2-DCB的去除效果

        由圖4可知,在1,2-DCB起始濃度為10 μg/mL時(shí),第1天處理后,3種剛毛藻處理對1,2-DCB均沒有明顯去除效果;第3、5天處理后,3種剛毛藻均表現(xiàn)出明顯的去除效果,在第5天時(shí),脆弱剛毛藻、寡枝剛毛藻和疏枝剛毛藻處理組中1,2-DCB的去除率分別為50.31 %、29.57 %和26.83 %。

        2.4 3種剛毛藻對50 μg/mL 1,2-DCB的去除效果

        由圖5可看出,當(dāng)1,2-DCB的起始濃度增加至50 μg/mL時(shí),3種剛毛藻處理組中的1,2-DCB的減少量與空白對照組中1,2-DCB揮發(fā)的量相比,在第1天時(shí)出現(xiàn)明顯的差異,脆弱剛毛藻、寡枝剛毛藻和疏枝剛毛藻對1,2-DCB的去除率分別為15.54 %、16.16 %和13.94 %。而培養(yǎng)3 d后,空白和3種剛毛藻處理組中1,2-DCB的減少量相差1.5 μg/mL左右,3種剛毛藻對1,2-DCB的去除率降低,約為0.3 %,表明在50 μg/mL 1,2-DCB對藻細(xì)胞的生長產(chǎn)生了一定的影響,去除效率降低。

        3 結(jié)論

        本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),3種剛毛藻對低濃度的(<10 μg/mL)1,2-DCB的去除作用明顯,3種剛毛藻對1,2-DCB的去除率最大可達(dá)76.67 %;隨著處理濃度的升高,其中脆弱剛毛藻的去除效果最好;隨著1,2-DCB濃度的增加,二氯苯的揮發(fā)增大,3種剛毛藻的去除效率降低。當(dāng)1,2-DCB濃度達(dá)50 μg/mL時(shí),僅在第1天剛毛藻表現(xiàn)出去除效果,而后藻類的去除效果甚微,這可能是因?yàn)楦邼舛鹊?,2-DCB導(dǎo)致藻體細(xì)胞毒性增強(qiáng),第1天表現(xiàn)出的去除效果僅由吸附所致,5 d后各組的降解率和對照組相差不大。

        參考文獻(xiàn)

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