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饮用水中的化学污染物-蓝藻毒素:微囊藻毒素

时间:2021-01-14  编辑:网络字体:
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蓝藻毒素中,微囊藻毒素是较为容易研究的,且在淡水水域最频繁出现。许多关于去除微囊藻毒素的实际手段同样也适用于其他藻毒素(例如柱胞藻毒素、贝类毒素、类毒素-a和类毒素-a (s) )。这里不同的藻毒素控制有一个主要差异,即在处理饮用水的去除效果:微囊藻毒素通常与细胞结合,并且只在细胞破裂(即裂解)的情况下.大量释放到周围水中,而其他藻毒素可能在水中溶解程度更大。
虽然微囊藻毒素只出现在蓝藻泛滥的水体的鱼类、软体动物和贝类中,但是人体接触微囊藻毒素主要通过饮水或蓝藻水华水体的娱乐性使用。
微囊藻毒素至今己鉴定出80多种类别,其中只有少数几种经常存在而且浓度较高。MC-LR是其中最常见、在同系物中毒性最强的一种,也是唯一一种具有足够的毒理学数据支持而得出一个暂行准则值的藻毒素。
在经常出现的蓝细菌属中,微囊藻属(:Illcrocystis) .浮丝藻属(Planktothrix)和鱼腥藻属(Anabaena)通常含有这类毒素。
MC-LR是一种真核生物蛋白质丝氨酸/苏氨酸磷酸酶1和2A的强抑制剂。由于微囊藻毒素穿过细胞膜主要通过胆酸运载蛋白,其毒性的主要靶器官是肝脏。准则值的推导主要是基于一项小鼠的13周经口试验,以及一项猪的44d经口试验的验证。微囊藻毒素具有大量家畜和野生动物的中毒事件记录,有公开的致癌作用研究。2006年,IARC将MC-LR划为一种可能的致癌物质。
蓝藻广泛存在于湖泊、水库、池塘和缓慢流动的河流。“水华”指某一区域蓝藻过量增长导致细胞数量过高。在原水中藻毒素可达到对人体健康有潜在危害的浓度,尤其是在停滞或缓慢流动的水体中。如果营养物质(氮和磷)的浓度升高.便会出现水华。水华往往在同一水体中随时间反复出现。一些蓝藻的细胞会聚集在水表面以浮渣或热分层水库的跃层形式出现。这种累积可能发展迅速,并且它们的持续时间变化较大(几小时到几周)。在许多情况下.水华和藻细胞的积累是季节性的。
许多资源保护和源头管理措施都可以减少水华发生的概率。其中最可持续和有效的措施是尽量减少水体中营养物质(尤其是磷)的浓度,以大幅度限制蓝藻生物量的上限。这种方式需要控制由污废水带来的或从陆地区域获得的营养源负荷。后者包括控制水土流失以及粪便和肥料施放在集水区的量。此外,水力学管理措施,例如水体混合和冲洗可以使水文物理条件改变,不适合蓝藻生长。因而使水体中生物物种从蓝藻转移到与人体健康关系不大的其他物种(即浮游藻类如硅藻)。
由于微囊藻毒素几乎总是和较大细胞结合,通过工艺目标优化,可去除颗粒的水处理工艺比如土壤或河岸天然慢滤、混凝、过滤或气浮都可以有效控制微囊藻毒素。这些工艺对藻类细胞碎片或其他微囊藻毒素同样有效果。处理过程应尽量避免细胞破裂,释放毒素。高浓度溶解的微囊藻毒素情况不太常见,大部分微囊藻毒素也可被活性炭去除。在足够高的剂量和足够长的接触时间下,氯化和臭氧化可以有效去除大多数微囊藻毒素,但对贝类毒素效果较差。高锰酸钾对微囊藻毒素去除较好,但对于其他毒素的处理效果目前数据有限甚至匮乏。二氧化氯和氯胺对藻毒素去除效果较差。
监测藻毒素是监管原水蓝藻暴发或水华形成其他潜在可能证据(即营养水平和浮游植物物种组成)的最有效方式,可预警此类事件的发生。相比之下,监测出厂水目标藻毒素浓度不足以判断水质是否安全,因为大量的毒素(特别是微囊藻毒素)除了MC-LR有准则值外,其余均没有准则水平。但微囊藻毒素的分析可以用来验证和优化诸如河岸天然慢滤等处理工艺的处理效果。尽管取得细胞提取液较为简单,藻毒素分析需要特别注意细胞的提取过程,忽略从细胞中的萃取过程将会导致计算浓度偏低。

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