專利名稱：應(yīng)用于銅綠微囊藻高效滅活的電子束輻照處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)水體中銅綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活的電子束輻照處理方法，屬
水污染控制，水處理技術(shù)及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
藍(lán)藻水華及其毒素作為水體富營(yíng)養(yǎng)化污染危害的重點(diǎn)，個(gè)體數(shù)量和藻毒素分泌 中，銅綠微囊藻(Microcystis aerugiosa)占據(jù)主要比例。自來水處理工藝的混凝、沉淀、過 濾、加氯等常規(guī)水處理工藝尚無法有效去除水中的藻毒素，物理方法如氣浮、膜過濾和活性 炭吸附等只能把MCs從一種介質(zhì)轉(zhuǎn)移至另一種介質(zhì)，一般化學(xué)氧化方法如氯化、高錳酸鉀 氧化存在形成三致消毒副產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn)。植物化感作用對(duì)控制水體銅綠微囊藻有較好效果， 但當(dāng)水體中MC濃度較高，會(huì)減少高等水生植物的光合放氧，并改變其光合色素構(gòu)成和酶活 性。尋找一種切實(shí)有效的方法，能夠?qū)︺~綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活，抑制藻細(xì)胞內(nèi)的毒素產(chǎn) 生與釋放，彌補(bǔ)常規(guī)水處理工藝對(duì)藻毒素去除的局限。 由于藻類葉綠素中的吡咯環(huán)與苯環(huán)非常類似，電子束能使苯環(huán)發(fā)生變化而無臭無 味，將其應(yīng)用于吡咯環(huán)，可以氧化葉綠素，并期待通過終止新陳代謝、中斷合成蛋白質(zhì)而使 銅綠微囊藻死亡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)水處理工藝技術(shù)及在去除有害藍(lán)藻方面存在的缺 陷和不足，為凈化和改善水質(zhì)，提出一種針對(duì)銅綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活的電子束輻照處 理方法。 本發(fā)明是一種對(duì)銅綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活的電子束輻照處理方法，其特征在于 具有以下過程和步驟 a、藻的擴(kuò)大培養(yǎng)，將購(gòu)得的銅綠微囊藻純?cè)宸N或水體中獲得的銅綠微囊藻，接種 于"BG-11培養(yǎng)基"中，接種量為10 % ，培養(yǎng)溫度為28°C 、光照周期為12:12 (h)。待培養(yǎng)生 長(zhǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，目測(cè)培養(yǎng)液顏色明顯變綠時(shí)，即可做實(shí)驗(yàn)樣品，待用； b、將上述培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的藻液倒入已滅菌的培養(yǎng)皿，在敞開的環(huán)境下放置于 電子束輻射裝置上，進(jìn)行電子束輻射處理。電子束輻照裝置能量為1.8MeV，束流為1.0mA， 一次輻射劑量為lkGy。實(shí)驗(yàn)中采用的輻射劑量分別為lkGy，2kGy，3kGy，4kGy，5kGy ;
c、繪制輻照后的生長(zhǎng)曲線每天在同一時(shí)間用滅菌移液管取出培養(yǎng)的藻液，測(cè)定 其在特定吸收波長(zhǎng)下的光密度與不同輻照劑量和時(shí)間的關(guān)系曲線，并從中確定有效輻照的 劑量范圍； d、同時(shí)，在輻射結(jié)束后2小時(shí)內(nèi)，將經(jīng)輻射處理的藻細(xì)胞與未輻射的正常藻細(xì)胞 在同一時(shí)間固定，采用透射顯微鏡觀察藻細(xì)胞的變化，根據(jù)藻細(xì)胞的破壞程度進(jìn)一步明確 輻照劑量的有效范圍。 e、通過實(shí)驗(yàn)過程，得出對(duì)銅綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活的電子束輻照處理的最佳劑
本發(fā)明的方法其結(jié)果表明，采用電子束輻射能有效地滅活銅綠微囊藻。利用 "BG-11培養(yǎng)基"擴(kuò)大培養(yǎng)銅綠微囊藻，在培養(yǎng)箱中以2『C，光照周期為12:12(h)的恒溫培 養(yǎng)可以使藻類的生存環(huán)境更接近于藍(lán)藻水華爆發(fā)的自然環(huán)境。研究證明，電子束輻射對(duì)其 他有機(jī)污染物的降解能力十分有效，應(yīng)用此方法可以探索出電子束輻射在生物污染物方面 的去除能力。本方法證明，電子束輻射不僅能夠?qū)︺~綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活，更能抑制藻 細(xì)胞內(nèi)的毒素產(chǎn)生與釋放，彌補(bǔ)常規(guī)水處理工藝對(duì)藻及藻毒素去除的局限性。本發(fā)明的方 法利用電子束輻射去除銅綠微囊藻，其制備成本低廉，處理效果好，在采用電子束輻射技術(shù) 處理水源水和飲用水的工程中有較大的應(yīng)用潛力。


圖1為本發(fā)明中關(guān)于不同輻射劑量對(duì)銅綠微囊藻光密度影響的關(guān)系曲線圖。(也 即銅綠微囊藻的生長(zhǎng)規(guī)律曲線圖) 圖2為本發(fā)明中關(guān)于不同輻射劑量對(duì)銅綠微囊藻葉綠素a含量影響的關(guān)系曲線 圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述(以銅綠微囊藻為例) (1)、銅綠微囊藻的培養(yǎng)，將購(gòu)得的銅綠微囊藻純?cè)宸N，接種于"BG-11培養(yǎng)基"中， 接種量為10%，在281\光照周期為12:12(h)的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。待培養(yǎng)生長(zhǎng)至對(duì)數(shù)生 長(zhǎng)期，目測(cè)培養(yǎng)液顏色明顯變綠時(shí)，即可做實(shí)驗(yàn)樣品，待用； (2)、將上述培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的藻液倒入已滅菌的培養(yǎng)皿，在敞開的環(huán)境下放 置于電子束輻射裝置上，進(jìn)行電子束輻射處理。電子束輻照裝置能量為1.8MeV，束流為 1. OmA，一次輻射劑量為lkGy。實(shí)驗(yàn)中采用的輻射劑量分別為lkGy， 2kGy， 3kGy， 4kGy， 5kGy ;
(3)、繪制輻照后的生長(zhǎng)曲線每天在同一時(shí)間用滅菌移液管取出培養(yǎng)的藻液，測(cè) 定其在特定吸收波長(zhǎng)下的光密度與不同輻照劑量和時(shí)間的關(guān)系曲線，并從中確定有效輻照 的劑量范圍； (4)、同時(shí)，在輻射結(jié)束后2小時(shí)內(nèi)，將經(jīng)輻射處理的藻細(xì)胞與未輻射的正常藻細(xì) 胞在同一時(shí)間固定，采用透射顯微鏡觀察藻細(xì)胞的變化，根據(jù)藻細(xì)胞的破壞程度進(jìn)一步明 確輻照劑量的有效范圍。 (5)、通過實(shí)驗(yàn)過程，得出對(duì)銅綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活的電子束輻照處理的最佳 劑量為4 5kGy。 對(duì)實(shí)施例中的試驗(yàn)過程或處理過程的分析和評(píng)價(jià)圖1所示為不同輻射劑量下銅 綠微囊藻的光密度曲線，也即生長(zhǎng)規(guī)律。圖中，對(duì)照組(CK)的光密度以正常速度增加。lkGy 輻射組的增長(zhǎng)水平低于對(duì)照組，在輻射后第3天，增長(zhǎng)幅度有所增加，第6天起基本恢復(fù)原 來水平。低劑量輻射剌激促使細(xì)胞內(nèi)活性氧增加，清除活性氧的抗氧化系統(tǒng)被誘導(dǎo)增強(qiáng)，使 細(xì)胞的生長(zhǎng)有所加快；2-5kGy的輻射劑量使其藻液光密度在輻射后第1天立即下降，且劑 量越大，下降程度也越大；輻射后第2天光密度的上升可以理解為微囊藻自身對(duì)逆境的抵 抗性和適應(yīng)性。在短暫的回升后，2-5kGy輻射組的光密度始終保持下降。實(shí)驗(yàn)?zāi)┢?，?duì)照
4組與lkGy輻射組分別增加了 1. 082和0. 407 ;2_5kGy輻射組的光密度下降分別為0. 533、 0. 731、0. 889和0. 946，也即2-3kGy組下降約50%，4_5kGy組下降約70% ;由此可以看出， 2-5kGy的輻射劑量能滅活銅綠微囊藻，其中4-5kGy效果較好。 葉綠素a是藻類進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，其含量的高低反映了藻類的光合作用 水平。如圖2，對(duì)照組(CK)的葉綠素a濃度增大了 6. 173ug/L;lkGy輻射組的葉綠素a含 量在實(shí)驗(yàn)前期基本保持穩(wěn)定，后期有所增長(zhǎng)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，濃度增大了 1. 645ug/L，幅度遠(yuǎn) 小于對(duì)照組；2-3kGy輻射組的輻射剌激，使其葉綠素a含量在輻射后的2天內(nèi)有少量增加， 之后保持下降；4-5kGy輻射組的輻射對(duì)銅綠微囊藻而言較為惡劣，葉綠素a含量在輻射后 第l天分別下降，至末期分別降低了 3. 488ug/L和3. 571ug/L，較大程度的減弱藻類的光合 作用，達(dá)到控制藻類生長(zhǎng)的目的。
權(quán)利要求
一種對(duì)銅綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活的電子束輻照處理方法，其特征在于有一下的過程和步驟a、藻的擴(kuò)大培養(yǎng)，將購(gòu)得的銅綠微囊藻純?cè)宸N或水體中獲得的銅綠微囊藻，接種于“BG-11培養(yǎng)基”中，接種量為10％，培養(yǎng)溫度為28℃、光照周期為12:12(h)。待培養(yǎng)生長(zhǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，目測(cè)培養(yǎng)液顏色明顯變綠時(shí)，即可做實(shí)驗(yàn)樣品，待用；b、將上述培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的藻液倒入已滅菌的培養(yǎng)皿，在敞開的環(huán)境下放置于電子束輻射裝置上，進(jìn)行電子束輻射處理。電子束輻照裝置能量為1.8MeV，束流為1.0mA，一次輻射劑量為1kGy。實(shí)驗(yàn)中采用的輻射劑量分別為1kGy，2kGy，3kGy，4kGy，5kGy；c、繪制輻照后的生長(zhǎng)曲線每天在同一時(shí)間用滅菌移液管取出培養(yǎng)的藻液，測(cè)定其在特定吸收波長(zhǎng)下的光密度與不同輻照劑量和時(shí)間的關(guān)系曲線，并從中確定有效輻照的劑量范圍；d、同時(shí)，在輻射結(jié)束后2小時(shí)內(nèi)，將經(jīng)輻射處理的藻細(xì)胞與未輻射的正常藻細(xì)胞在同一時(shí)間固定，采用透射顯微鏡觀察藻細(xì)胞的變化，根據(jù)藻細(xì)胞的破壞程度進(jìn)一步明確輻照劑量的有效范圍。e、通過實(shí)驗(yàn)過程，得出對(duì)銅綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活的電子束輻照處理的最佳劑量為4~5kGy。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)水體中銅綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活的電子束輻照處理方法，屬水污染控制，水處理技術(shù)及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。本發(fā)明對(duì)水源水，水廠，景觀湖水，河水的藍(lán)藻藻類的去除滅活，特別是對(duì)水體中銅綠微囊藻進(jìn)行控制和滅活的一種電子束輻照處理方法。實(shí)驗(yàn)過程證實(shí)在一定條件下，即溫度為室溫25℃，1大氣壓下，采用電子輻照裝置進(jìn)行電子束輻照處理，裝置的輻照能量為1.8MeV，束流為1.0mA，對(duì)銅綠微囊藻去除或滅活的電子束輻照最佳劑量為4-5kGy。
文檔編號(hào)C02F1/30GK101723481SQ20091019955
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者劉書宇, 吳明紅, 顧曉婧 申請(qǐng)人:上海大學(xué)