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水质富营养化研究处理1 引言　近些年，藻类水华事件常有报道.其中，硅藻水华自1992年春季在我国汉江下游爆发后，几乎每年春季汉江中下游江段均会暴发不同程度的水华.2005—2011年，嘉陵江流域间断性爆发硅藻水华，70%~80%的藻类属于针杆藻，水体浑浊，溶解氧降低，对水源质量造成了巨大的破坏;且水厂出现硅藻严重堵塞滤池的现象，导致/水处理量减小，出厂水质变差.　目前除了常规的物理除藻方法，研究最多的是化学控藻技术.Daly等研究铜绿微囊藻最高细胞密度为30×104 cells · mL-1时，氯作用在7～29 mg · min · L-1 之间(在水厂正常的消毒剂量范围内)，所有藻细胞失活;但是已经有大量的研究证明氯法杀藻会引起水中三卤甲烷(THMs)等消毒副产物的产生，因此该方法已经正在逐渐被其他除藻药剂代替.Chen等研究了高锰酸钾预氧化能很好提高絮凝对藻去除率的机理，而Petrusěvski 等的研究也指出高锰酸盐的使用剂量与残余锰量是呈正相关的，因此发生水华时投加高锰酸盐很有可能会造成水源中锰超标，硫酸铜的使用也有此类问题.刘海龙等用1.0 mg · L-1的臭氧预氧化使藻的去除率从常规混凝沉淀后水的55%~85%上升到95%左右，但高投加量(≥2.0 mg · L-1)的预氧化，会影响有机物的去除;Coral等研究直接使用臭氧作用于细胞密度为25×104和150×104 cells · mL-1 的铜绿微囊藻藻液，在作用CT值都小于0.2 mg · min · L-1 时，所有细胞即失活;可看出臭氧除藻的效果很好，但是存在的问题是制备臭氧的设备成本很高，在国内很难应用于实践.Huang等从剂量、接触时间和pH值等方面研究表明二氧化氯对藻的去除效果优于或等同于液氯的去除效果;Zhou等研究将二氧化氯直接作用细胞密度为100×104 cells · mL-1铜绿微囊藻，在二氧化氯浓度1.0 mg · L-1作用10 min，藻细胞去除率达到91.5%.　目前我国关于除藻技术的研究以蓝藻为主，较少有硅藻杀灭的研究，因此本文以硅藻门中的针杆藻为例，利用大气压强电离放电高效生成的· OH，注入到处理高藻水的主管路中，进行水华典型藻针杆藻的杀灭研究.采用以SYTOX Green荧光染色结合荧光显微镜和流式细胞仪检测藻细胞活性、光合活性参数Fv/Fm值分析藻细胞光合能力，这3种方法来确定· OH致死针杆藻的阈值浓度和阈值浓度下的致死时间.　2 材料和方法　2.1 实验材料　藻种及培养：实验所用的藻种购自中科院武汉水生所.针杆藻(FACHB-843，Synedra sp.)：属硅藻门羽纹纲无壳缝目，细胞长杆形，长10 μm左右，壳面披针形，中部宽，从中间到两端逐渐狭窄;色素体带状，位于细胞的两侧、片状，2个，每个色素体常具有3个到多个蛋白核.培养基为Erdschreiber，培养条件为(25±1)℃，pH=7.0±0.1，光照2000 lx，光期 ∶ 暗期=12 ∶ 12.利用显微镜计数对藻细胞密度进行监测，同时测吸光度，待进入对数生长期，进行实验.　实验用水是由纯水机制备的去离子水，用于调节系统参数制备所需浓度的TRO溶液和配制藻液.　2.2 实验系统　· OH处理高藻水的实验系统如图 1所示.待处理藻液由水泵泵入管路，进水流量为4 L · min2-1，纯度为99.9%的O2通入氧等离子体发生器中(图 2)，流量为0.5 L · min-1.在大气压下微流注与微辉光交替协同形成的强电离放电作用下，O2被电离，生成O+、O(21D)、O、O-、O2(a21Δg)、O3等氧活性粒子;然后在高压射流器处，经射流、空穴作用将气态氧活性粒子高效传质混溶于水溶液中，生成以· OH为主的氧自由基溶液，其中还包括H2O2、HO-、O2· -，　图1 · OH处理高藻水的实验系统　图2 等离子体发生器构造图　O2· -、HO3 ·和O2+H2O等自由基，将这些氧自由基统称为总氧化剂TRO，使用在线检测仪(ATi Q45H，美国)对管路中的TRO浓度进行测定.TRO溶液在管路中作用于藻细胞，进行快速高效地杀灭.管路中设置不同的取样点，作用时间分别为1、2、3、4、5、6 s，以研究不同作用时间的杀灭效果.　2.3 检测方法　2.3.1 总氧化剂TRO(Total　reactive oxidant)浓度检测 TRO是以· OH为主，包括H2O2、HO2-、O23· -、O· -、HO3 ·和O2+H2O等氧自由基的总氧化剂，使用在线监测仪(ATi Q45H，美国)对TRO浓度进行测定，同时使用DPD(N，N-二乙基对苯二胺)分光光度法对浓度进行校正，该方法根据USEPA标准330.5建立，使用紫外可见分光光度仪(Bioquest CE2501，英国