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蓝藻毒素:微囊藻毒素

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。
微囊藻毒素至今已鉴定出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 (犕犻犮狉狅犮狔狊狋犻狊),浮丝藻属(犘犾犪狀犽狋狅狋犺狉犻狓)和鱼腥藻属(犃狀犪犫犪犲狀犪)通常含有这类毒素(参见 11.5节)。

 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(2B组)。
实际问题:
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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