摻硼金剛石薄膜電極電化學氧化對銅綠微囊藻的生長抑制

向平++張亞晴++萬一會

摘要：

陽極材料采用摻硼金剛石薄膜板狀電極，研究了電化學氧化中電流密度、電解時間、pH、氯離子濃度、硫酸根離子濃度對銅綠微囊藻生長抑制的影響，以及電解前后藻細胞形態的變化。結果表明，4個影響因素對銅綠微囊藻生長抑制效果顯著。抑藻效果隨電流密度、電解時間的增加而增加，電流密度為17 mA/cm2時藻細胞出現破裂、細胞內物質流出的現象，抑藻效果較好；當電解時間為20 min時，可完全抑制藻細胞生長；再增大電解時間，對抑藻效果無明顯促進作用，初始pH在中性及酸性條件下可完全抑制藻細胞生長。抑藻效果與溶液中氯離子、硫酸根離子濃度成正相關，當溶液中氯離子濃度為6 mg/L時，可完全抑制藻細胞生長；無氯離子時，藻細胞在4 d后出現繼續增長現象。

關鍵詞：

銅綠微囊藻；摻硼金剛石薄膜電極；生長抑制；細胞形態；氧化反應

Abstract：

The influence of current density， electrolysis time， pH ， Cl- and SO2-4 concentration on the inhibition of Microcystis aeruginos was investigated by Borondoped diamond plate electrode. Algal cell morphology before and after electrochemical treatment were observed. The results show that the four factors had significant effects on the inhibition of algal cells. The inhibition of algae increase with the increase of current density and electrolysis time， which are good at 17 mA/cm2 because of leading to the rupture of algae cells and outflowing of intracellular substances. Completed inhibition of algae could be obtained after 20 minutes. More than 20 minutes Electrolysis time have no obvious effect on the inhibition of algae. Completed inhibition of algae could be obtained under the initial pH in neutral and acidic conditions. The inhibition of algae increase with the concentration of Cl- and SO2-4 in the solution. The concentration of Cl- of 6 mg/L could completely inhibit the growth of algae cells. The algal solution without chloride ion continue to grow after 4 days.

Keywords：

Microcystis aeruginosa； borondoped diamond； cell suppression procedures； cell culturemorphology； oxidation

藍綠藻是自然水體中最常見的藻類，它不僅影響湖泊水質，更威脅飲用水安全，如果藻類去除不夠徹底，將直接影響飲用水水質。化學除藻是一項比較成熟的技術，如氯化除藻、臭氧除藻、高錳酸鉀除藻，它可直接殺死藻細胞而防止藻類的再次繁殖，但投加的化學藥品會產生二次污染[1]。

電化學殺藻一方面源于外電場對細胞膜的電擊穿透、對細胞代謝的電滲和電泳作用，導致細胞質流出，藻類死亡；另一方面源于電解過程中產生的強氧化性物質（如·OH、ClO-、O3、H2O2、S2O2-8等）[23]對細胞膜和細胞核的破壞，以及蛋白質及碳水化合物的降解，最終導致細胞的死亡，從而達到殺藻并抑制水體中藻類生長的目的[4]。……