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高锰酸钾灭活铜绿微囊藻及胞内毒素释放机制
  • ISSN号:0253-374X
  • 期刊名称:同济大学学报(自然科学版)
  • 时间:2014.5
  • 页码:721-729
  • 分类:X524[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092, [2]无锡市自来水公司,江苏无锡214031
  • 相关基金:国家科技重大专项(2012ZX07403-001);国家自然科学基金(51178321);教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20120072110050);中国博士后科学基金(2013M531215)
  • 相关项目:纳米级羟基稀土化合物与生物炭滤联用还原降解水中高氯酸盐
中文摘要:

采用高锰酸钾对微囊藻毒素MC-LR进行氧化试验,结果表明MC-LR氧化降解符合二级动力学模型,铜绿微囊藻细胞外代谢有机物(EOM)和细胞内代谢有机物(IOM)背景下,MC-LR降解速率常数分别为368.3 (mol·L-1)-1·s-1和400.2 (mol· L-1)-1·s-1.同时,采用高锰酸钾对铜绿微囊藻进行预氧化试验,研究不同氧化剂投加量、氧化时间对铜绿微囊藻活性、藻毒素MC-LR的释放的影响.结果表明,高锰酸钾对藻活性、细胞内MC-LR的释放均符合二级动力学模型.氧化过程中存在两个氧化剂暴露剂量临界点,细胞灭活临界点及毒素释放临界点.细胞灭活临界点之前氧化剂主要与EOM和藻细胞细胞壁上的分泌物反应,藻活性缓慢降低,细胞灭活临界点之后,氧化剂直接与细胞壁反应,导致藻细胞迅速丧失活性,同时藻活性下降速率常数由0.49~2.35 (mol·L-1)-1·s-1突变至5.00~19.38 (mol·L-1)-1·s-1.毒素释放临界点之前藻细胞基本保持完整,MC-LR释放不明显,毒素释放临界点处藻细胞发生明显破裂和溶解,细胞内MC-LR大量释放,同时,MC-LR释放速率常数在临界点前后由0.55~1.45 (mol·L-1)-1·s-1突变至0.96~14.45(mol·L-1)-1·s-1.3维荧光光谱(EEM)分析发现,当高锰酸钾暴露剂量达到细胞灭活临界点时,EOM中类腐殖质峰开始出现,暴露剂量达到毒素释放临界点时,类腐殖质峰显著增加,与藻细胞活性及胞内MC-LR释放规律类似.

英文摘要:

Oxidation of Microcystin-LR ( MC-LR ) in background of Microcystis aemufinosa intracellular organic matter (IOM) and extracellular organic matter (EOM) by potassium permanganate was studied. MC-LR degradation followed second-order kinetic with the rate constants of 368.3 and 400.2 (mol · L 1 ) 1 . s-1 in EOM and IOM background respectively. Meanwhile, pre-oxidation of Microcystis aeruginosa by potassium permanganate was studied. The impacts of permanganate dosage and reaction time on quantum yield, release of intracellular MC-LR and other featured organic matter were investigated. The release of intracellular MC-LR and decrease of quantum yield both followed second- order kinetic with turning point at permanganate exposure respectively. Permanganate mainly reacted with EOM and the cell bounded organic matter before exposure value arriving quantum yield turning point. Thereafter, permanganate directly reacted with cell wall of algae causing the rapid reduce of quantum yield with the rate constant greatly increased from 0.49-2.35 (mol·L-1 )-1 . s -1 to 5.00 19.38 (mol· L 1)-1 . s -1. Similarly, MC-LR was slightly released while permanganate exposure value below release turning point, where algae cells kept relatively integrated. Subsequently, algae damage occurred after the release turning point, inducing mass of intraceUular MC-LR release with the rate constant greatly increased from 0. 55 - 1. 45 (mol · L-1 )-1 . s-1 to 0. 96 -14. 45 (mol · L-1 )- 1 . s-1. Humus-like peak was observed emerging at quantum yield turning point and becoming evident at release turning point, which is very similar to the pattern of quantum yield dropping and intracellular MC-LR releasing.

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期刊信息
  • 《同济大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:同济大学
  • 主编:李杰
  • 地址:上海四平路1239号
  • 邮编:200092
  • 邮箱:zrxb@tongji.edu.cn
  • 电话:021-65982344
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-374X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1267/N
  • 邮发代号:4-260
  • 获奖情况:
  • 国家双百期刊,第二届国家期刊奖重点科技期刊奖,1999年全国优秀高校自然科学学报一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:34557