Photocatalytic degradation of trace-level of MicrocystinLR by nano-film of titanium dioxide

The occurrence of toxic water bloom of cyanobacte-ria algae, widely reported in eutrophic freshwater, hasbeen a serious pollution problem in recent years[1]. Mi-crocystins (MCs), the most common cyanobacteriatoxin with a cyclic heptapeptide structure (Fig…     

太湖溶藻细菌的分离及评价

从放置于太湖梅梁湾流域的除藻中试装置的人工介质上分离到一株溶藻细菌,经生理、生化和分子生物学鉴定,该株细菌属于芽孢杆菌属.经测定该菌具有较强的溶解铜绿微囊藻和降解微囊藻毒素LR(MC-LR)的功能:该菌(105个/mL)对铜绿微囊藻液(4.5×107个/mL)作用第16,32,48h的溶藻率分别为48%、63%和96%;对MC-LR(2.649μg/L)作用第18,36,54和72h藻毒素降解率分别为15%、29%、73%和100%.应用新建立的实时荧光定量PCR法(RTQ-PCR)对人工介质上的该溶藻芽孢杆菌丰度进行定量检测,结果显示,人工介质上该细菌的丰度约为1%,在7,8,9三个月中呈现递增趋势,其分布具有一定的时空变化规律.     

介质阻挡放电降解水中微囊藻毒素的研究

微囊藻毒素Microcystin-LR,一种强烈的致癌剂,是蓝藻水华时产生的一种主要的藻毒素.本文研究了多根高压电极介质阻挡放电对该毒素的降解.从实验室培养的铜绿微囊藻中提取微囊藻毒素,经富集、纯化后于反相高效液相色谱对其分析检测.实验研究了峰值电压、频率、曝气量及电导率对介质阻挡放电降解微囊藻毒素的影响.研究表明:微囊藻毒素的去除率随峰值电压、频率、曝气量的增加而增大,但随电导率的增加而减小.     

微囊藻毒素分子印迹搅拌棒涂层的研制及其吸附性能

以微囊藻毒素(MC)-LR为模板,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合技术,在凹凸棒土(ATP)表面制备了磁性分子印迹聚合物,并通过溶胶-凝胶法将分子印迹聚合物作为涂层介质制作搅拌棒。同时通过红外吸收光谱和扫描电镜等对印迹聚合物进行了结构和形貌的表征,并用液相色谱研究了搅拌棒涂层对水体中微囊藻毒素的吸附性能。结果表明,在最佳萃取条件下,分子印迹搅拌棒涂层对MC-LR具有较高的选择性能,在0.010~5.0 mg/L范围内线性关系良好(r²>0.997),检出限(S/N=3)可低至0.27 μg/L。MC-LR加标水平为20.0~80.0 μg/L的回收率范围为83.33%~100.07%,相对标准偏差(RSD)为1.40%~9.17%。该方法快速、灵敏、选择性高,可用于环境水体中微囊藻毒素的分析检测。     

Zn(Ⅱ)金属有机骨架作为基质金属蛋白酶模拟物催化水解微囊藻毒素-LR

以3-氨基-1,2,4-三氮唑-5-羧酸（Hatz）和1,3,5-苯三甲酸（H₃btc）为配体,制备了模拟基质金属蛋白酶（MMPs）结构的纳米片状Zn（Ⅱ）金属有机骨架Zn-MOF-1-NS。Zn-MOF-1-NS能成功实现对微囊藻毒素（MC-LR）肽键的水解。在常温条件下,7.5 h内Zn-MOF-1-NS催化水解了82.6%的MC-LR（k=0.23 h^-1）,远高于目前报道的具有最高水解效率的菱铁矿（k=0.04 h^-1）。研究发现,在该体系中即使添加10倍剂量的腐殖酸,也不会显著阻碍MC-LR的水解,证明Zn-MOF-1-NS对MC-LR的水解具有显著的选择性。通过原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱（in-situ ATR-FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）分析、理论计算以及与非羧基对应物的比较,发现Zn-MOF-1-NS表面Zn（Ⅱ）位点和羧基共同参与了MC-LR肽键的水解。     

Removal of Microcystin-LR in Water by Chlorine Dioxide

Microcystins(MCs)are well known as hepatotoxins produced by blooms of toxic cyanobacteria(blue-green algae) abundant in surface water used as drinking water resource and have drawn attention of environmentalists world over by leading to adverse health effects.A study on efficiency and reaction kinetics of microcystin-LR(MC-LR)degradation by ClO2 was performed. Experimental results indicated that MC-LR was removed by ClO2 effectively and the residual concentration of MC-LR could meet the national guideline(GB5749-2006)(1.0 μg·L-1 ),the efficiency of removal was in positive correlation to ClO2 dosage and reaction time and in negative correlation to initial concentration of MC-LR and pH value, whereas it was affected by temperature slightly.ClO2 dosage was the most important reaction factor on base of the orthogonal test results.The reaction was second order overall and first order with respect to both ClO2 and MC-LR,and had an activation energy of 78.81 kJ · mol-1.The reaction rate constant was 4.74×102 L/(mol·min) at 10 ℃.Therefore, oxidation of ClO2 could be taken as an effective technology for removing MC-LR from drinking water resources in traditional drinking water supplies.     

掺氮二氧化钛可见光照射降解微囊藻毒素-LR

采用溶胶凝胶法制备了N掺杂TiO2(N-TiO2)纳米粉体光催化剂,利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、紫外可见反射光谱及透射电镜(TEM)分析测定,对光催化剂N/TiO2进行了结构表征.发现N掺杂TiO2相对纯TiO2禁带宽度变窄,可见光区有明显吸收.在可见光照射下,利用纳米N/TiO2作为光催化剂降解微囊藻毒素(Microcystin-LR,MC-LR),通过高效液相色谱仪(HPLC)跟踪检测降解过程MC-LR浓度变化,液质联用仪(LC-MS)检测MC-LR降解中间产物变化.利用电子自旋共振法(ESR)及过氧化物酶催化氧化方法跟踪定性定量测定光催化过程中氧化物种的种类变化.采用总有机碳(TOC)测定仪测定了MC-LR光催化深度氧化矿化效果.结果表明,可见光(λ420nm)照射可有效激发光催化剂N-TiO2活化分子氧降解MC-LR,在反应条件下,光催化反应14h,MC-LR降解率达到100%,20h矿化率达到59%.其光催化反应体系中氧化物种主要为羟基自由基(·OH).质谱检测到13种降解产物,主要反应机理为光催化反应产生·OH进攻MC-LR结构四个易氧化部位,以及一些氨基酸之间的肽键的水解.     

臭氧降解微囊藻毒素的人工神经网络模型

建立臭氧降解微囊藻毒素MC-LR的人工神经网络模型,研究臭氧投加量、MC-LR初始质量浓度、pH等对降解速率的影响,并以反向传播算法的神经网络模型对多因素条件下的降解效果进行仿真预测。研究结果表明:降解速率不受初始MC-LR质量浓度的影响;臭氧投加量的增加能有效提高MC-LR的降解速率;pH降低能大幅度改善降解效果,尤其在酸性条件下,pH的变化对降解速率的影响程度更大;在具备酸性条件和臭氧量较高时,在短时间内即可达到很高的去除率,否则降解效果不明显;该模型能预测复杂多因素试验条件下的有机物降解效果,为试验及实际降解MC-LR提供理论指导,克服了初等函数模型的局限性。     

溶微囊藻菌的分离与溶藻作用

从太湖梅梁湾水域放置的除藻中试反应器的人工介质上分离出1株溶藻细菌,并对该株菌溶解铜绿微囊藻和降解微囊藻毒素的效果与机制进行了研究.结果表明,结合形态学、生理与生化特性以及16S rRNA特异性引物扩增综合分析,初步鉴定该株细菌属于假单胞菌属;对源自太湖的微囊藻的最低溶藻细菌浓度为105个/mL;在太湖水、PBS缓冲液和BG11微囊藻培养基等反应体系中对微囊藻均有较强的溶解作用,24 h藻细胞溶解率分别为85.9%、67.9%和91.0%,完全溶藻时间为48 h.其溶藻方式可能为分泌某种胞外物质所致.该株菌对微囊藻毒素LR(MC-LR)也具有较强的降解作用.在MC-LR起始质量浓度为2.642 μg/L时,细菌对MC-LR作用18,36和72 h的降解率分别为14.2%、51.3%和100.0%.此菌株在太湖水中保持着较好的生物活性,表现出较强的溶藻与降解MC-LR作用.     

地表水微囊藻毒素的表面等离波子共振免疫检测方法研究

结合表面等离波子共振(SPR)技术与免疫检测技术,研究和建立了一种响应速度快、免标记、低成本的地表水微囊藻毒素(MC-LR)检测方法。基于SpreetaTM传感器构建了小型SPR免疫检测系统,采用共价偶联方法在传感器金膜表面修饰MC-LR-BSA抗原为生物敏感膜;开展了MC-LR的SPR免疫检测方法实验研究,结果表明该方法的相对标准偏差为1.0%(n=6),定量范围为2～32ng/mL,检测限为0.63ng/mL,半抑制浓度CI50为10.7ng/mL,空白加标回收率和样品加标回收率在90%～113%之间。实样检测实验中,管道末梢饮用自来水水样未能检测出MC-LR,而某湖水水样中MC-LR的质量浓度为2.46ng/mL。实验研究与结果表明,MC-LR的SPR免疫检测方法可以满足世界卫生组织(WHO)对于饮用水中MC-LR最低含量检测的需求。