[发明专利]一种芬顿光催化氧化降解水中多种微囊藻毒素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除水体中微囊藻毒素的方法，尤其涉及一种芬顿光催化氧化降解水中多种微囊藻毒素的方法。

背景技术

微囊藻毒素是富营养化水体中由蓝藻产生的对人体具有毒害作用的肝毒素，其在水体中普遍存在的是Microcystin-LR(MC-LR)和Microcystin-RR(MC-RR)这两种毒素，其中MC-LR具有强烈的促肿瘤作用。2006年我国新颁布实施的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)已明确规定1μg/L作为MC-LR的限值。世界各国分别采用不同方法在藻毒素去除方面进行了大量的实验研究，但这些方法均存在不同程度的缺陷。就物理方法而言，常规水处理工艺絮凝、沉淀、过滤，对藻毒素的去除效果不佳；一般化学氧化方法，如氯化等会增加溶解性藻毒素浓度，带来二次污染，而且化学药剂的加入同时存在三致消毒副产物的危险；一些特殊的微生物菌种对藻毒素具有降解能力，但降解速率一般较小。

目前研究认为去除微囊藻毒素最有效的方法是采用高级氧化技术(Advanced oxidationprocesses，AOPs)。高级氧化技术主要是利用高活性的自由基在特殊环境下氧化降解污染水中的有机物，实现其完全矿化，而且不受污染水体种类、成分、浓度的限制，并无二次污染。目前在处理藻毒素上应用和研究得比较多的高级氧化技术包括芬顿(Fenton)氧化、紫外光(UV)降解、紫外-过氧化氢(UV-H₂O₂)、紫外-二氧化钛(UV-TiO₂)光催化氧化等。陈晓国(参考文献：陈晓国，肖邦定，徐小清等.2003.太阳光/多孔TiO₂膜催化降解微囊藻毒素.中国给水排水，19(7)：16-192003)等利用太阳光/多孔TiO₂膜体系降解藻毒素MC-RR，发现在没有TiO₂催化条件下，MC-RR浓度变化缓慢，光照840min后只降低了18％，加入多孔TiO₂后浓度变化明显加快，840min内2.5mg/L的藻毒素降低了88.6％；苑宝玲(参考文献：苑宝玲，陈一萍，李艳波等.2005.Fenton催化氧化降解藻毒素MC-LR的效能研究.环境科学学报，25(7)：925-929)对Fenton试剂催化氧化降解微囊藻毒素进行了研究，表明对初始浓度约1.36mg/L的MC粗提液，当H₂O₂投加量为8g/L、H₂O₂投量与Fe²⁺投量之比为1/12、pH值2.0时，反应时间30min后，微囊藻毒素的去除率可达到90％以上。苑宝玲(参考文献：苑宝玲，陈一萍，郑雪琴等.2004.高铁光催化氧化协同去除藻毒素的研究.环境科学，25(5)：106-108.2004)亦采用高铁-光催化氧化协同去除藻毒素，结果表明通过投加10mg/L高铁到光催化体系中，反应30min后可将光催化效率从63％提高到100％。从以上研究可以看出，高级氧化技术能有效去除藻毒素，但普遍存在反应时间长，试剂投加量大的缺点。这是因为单独使用UV-TiO₂、Fenton或UV-Fenton等都存在氧化剂利用率不高或光能利用率低的缺点，这导致氧化降解藻毒素的时间延长，相应的需要增大氧化剂投加量达到较好的去除效果，而这又必然导致起氧化作用的羟基自由基被氧化剂清除，降低氧化效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种芬顿光催化氧化降解水中多种微囊藻毒素的方法。该方法采用低剂量的催化氧化试剂去除水体中多种微囊藻毒素，并可在短时间内高效降解多种微囊藻毒素且无二次污染。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案：一种芬顿光催化氧化降解水中多种微囊藻毒素的方法。该方法是向被微囊藻毒素污染的水体中加入芬顿试剂和光催化剂，然后用硫酸和氢氧化钠溶液调节混合液的pH值为2.2～6.2，充分搅拌后，再将反应液置于紫外灯下反应0.5～5min。

上述的芬顿光催化氧化降解水中多种微囊藻毒素的方法中，所述加入的芬顿试剂中H₂O₂的投加浓度较好的是0.05～1mmol/L，芬顿试剂中[H₂O₂]/[FeSO₄]的摩尔比较好的是1/1、5/1、10/1、15/1、30/1或45/1。