3種剛毛藻對1，2—二氯苯去除效果研究

石瑛+馬健瑞+陳展明

摘 要 對3種剛毛藻去除廢水中1，2-二氯苯（1，2-DCB）的性能進行研究，并分析3種剛毛藻不同初始濃度對1，2-二氯苯的去除效率。結(jié)果表明：在自然水體中，1，2-DCB在4 d后揮發(fā)量減少，在水中的含量趨于穩(wěn)定；在較低濃度時（5 μg/mL），脆弱剛毛藻、寡枝剛毛藻和疏枝剛毛藻對1，2-DCB的去除率隨著時間的延長而增大；到第5天時，對1，2-DCB的去除率分別達76.67 %、35.45 %、26.06 %，其中脆弱剛毛藻對1，2-DCB的去除效果最好；但隨著1，2-DCB濃度的升高，剛毛藻對1，2-DCB的去除效率降低。這表明大型藻類在低濃度廢水的處理中有潛在的研究和應用價值。

關(guān)鍵詞 剛毛藻 ；1，2-二氯苯 ；去除效果 ；廢水處理

中圖分類號 Q949.21.4

Abstract In this paper， we studied the removal effects of 1，2-dichlorobenzene from waste water by three kinds of Cladophora， and the removal efficiencies of 1，2-DCB by three kinds of Cladophora under different initial concentrations were studied. The results showed that in natural water， the volatilization of 1，2-DCB decreased after 4 days， and the content of 1，2-DCB in water tended to be relatively stable. At lower concentration （5 μg/mL）， Cladophora fracta， Cladophora oligoclora Kütz and Cladophora insignis （Ag.） Kützs' removal rate of 1，2-DCB increased with prolonging of time. And the removal rates of 1，2-DCB reached 76.67%， 35.45% and 26.06% at day 5， respectively. Among them， the Cladophora fracta's removal efficiency of 1，2-DCB was the best. However， with the increase of treatment concentration， the removal efficiency of 1，2-DCB was decreased. The results showed that large-scale algae in the treatment of low concentration of wastewater has potential research and application value.

Key words Cladophora ； 1，2-dichlorobenzene ； removal effects ； waste water

剛毛藻（Cladophora）是一類常見的多分枝大型絲狀綠藻，在淡水生態(tài)系統(tǒng)中具有多方面的作用。它們是淡水環(huán)境監(jiān)測的重要指示生物；對過量的營養(yǎng)物質(zhì)，如N、P有顯著的吸收作用[1-2]，能降低和改善水體的營養(yǎng)水平狀態(tài)[3]，對氯苯類、重金屬和氟化物等有害物質(zhì)有吸收、轉(zhuǎn)化并降解的能力[4-5]，在水生態(tài)系統(tǒng)的修復方面發(fā)揮著重要的作用。1，2-二氯苯是具有高度脂溶性的氯代芳香烴類化合物，廣泛應用于醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥、塑料等各領(lǐng)域，也是被各國優(yōu)先監(jiān)測的有機污染物之一[6-7]，已有研究結(jié)果表明，高濃度1，2-二氯苯是對人體的神經(jīng)系統(tǒng)和肝、腎等有嚴重地毒害[8]，早在20世紀80年代就被國際癌癥研究機構(gòu)（IARC）確定為可能的人類致癌物[9]。由于1，2-二氯苯的大量使用及其具有的生物難降解性，對生態(tài)環(huán)境及人類健康構(gòu)成了日益嚴重的威脅。本試驗研究了3種剛毛藻對水中二氯苯污染物的去除效果，為大型藻類的環(huán)境污染治理提供思路。

1 材料與方法

1.1 材料

選取山西省常見的脆弱剛毛藻（Cladophora fracta）、寡枝剛毛藻（Cladophora oligoclona）及疏枝剛毛藻（Cladophora insignis）作為研究材料；以1，2-二氯苯（1，2-DCB）為研究對象。

1.2 方法

1.2.1 繪制1，2-DCB的標準曲線

利用安捷倫7890A氣相色譜儀對二氯苯進行氣相（GC）檢測。GC條件：柱溫為80 ℃，階升溫度為130 ℃，進樣口為240 ℃，壓力為5.801 3 pis，檢測溫度為240 ℃，隔墊吹掃流量為5 mL。根據(jù)1，2-DCB在水中的濃度和氣相色譜峰面積之間的關(guān)系繪制標準曲線。

1.2.2 模擬水環(huán)境中3種濃度1，2-DCB的歸趨研究

取1，2-DCB 0.1 g，溶解于400 mL蒸餾水中，模擬自然環(huán)境，利用GC分別測定0-5 d時間內(nèi)1，2-DCB在水中的含量。

1.2.3 3種剛毛藻對1，2-DCB的去除效果

稱取鮮重1 g的藻量分別置于含5×10-6、10×10-6、50×10-6 g/mL的1，2-DCB溶液的錐形瓶中，用封口膜封口后置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。培養(yǎng)條件：溫度為18-19 ℃，光照日夜比為12 h：12 h，強度為2 500-4 500 lx。同時設(shè)不加剛毛藻的空白溶液作為對照，每組3個平行重復，在第1、3、5天分別測定溶液中1，2-DCB的含量，并計算去除率。

去除率%=[（原始濃度-第n天溶液濃度）-（空白組原始濃度-第n天空白濃度）]/原始濃度×100。

2 結(jié)果與分析

2.1 1，2-DCB的標準曲線和模擬水環(huán)境中二氯苯的動態(tài)變遷趨勢

對1，2-DCB的標準曲線進行測定，結(jié)果見圖1，獲得濃度計算公式：y=12 017 x-2.1×105，R2=0.998 8，表明測試方法能滿足實驗的要求。為了排除1，2-DCB的揮發(fā)影響，實驗測定了1，2-DCB隨著時間變化在水環(huán)境中的動態(tài)變遷趨勢，結(jié)果見圖2。

由圖2可看出，1，2-DCB在前1 d的減少量最大，說明溶液配制初期，初始濃度選取了它們的過飽和量，所以當天就有部分1，2-DCB不溶于水中并揮發(fā)消耗掉。隨著初始濃度的降低，溶液達到穩(wěn)定濃度的時間相對縮短。4 d后，1，2-DCB的揮發(fā)量減少，在水中的含量趨于穩(wěn)定。

2.2 3種剛毛藻對5 μg/mL1，2-DCB的去除效果

由圖3可看出，在1，2-DCB起始濃度為5 μg/mL時，3種剛毛藻處理組中1，2-DCB的減少量高于空白對照組中1，2-DCB的揮發(fā)量。在處理1 d后，空白組中1，2-DCB的含量變化與脆弱剛毛藻、寡枝剛毛藻和疏枝剛毛藻培養(yǎng)組中1，2-DCB的含量變化相差不多，3種剛毛藻對1，2-DCB的去除效果差別不明顯。隨著時間的延長，剛毛藻的去除效果逐漸增強。到第5天時，對1，2-DCB的去除率分別達76.67 %、35.45 %、26.06 %。

2.3 3種剛毛藻對10 μg/mL 1，2-DCB的去除效果

由圖4可知，在1，2-DCB起始濃度為10 μg/mL時，第1天處理后，3種剛毛藻處理對1，2-DCB均沒有明顯去除效果；第3、5天處理后，3種剛毛藻均表現(xiàn)出明顯的去除效果，在第5天時，脆弱剛毛藻、寡枝剛毛藻和疏枝剛毛藻處理組中1，2-DCB的去除率分別為50.31 %、29.57 %和26.83 %。

2.4 3種剛毛藻對50 μg/mL 1，2-DCB的去除效果

由圖5可看出，當1，2-DCB的起始濃度增加至50 μg/mL時，3種剛毛藻處理組中的1，2-DCB的減少量與空白對照組中1，2-DCB揮發(fā)的量相比，在第1天時出現(xiàn)明顯的差異，脆弱剛毛藻、寡枝剛毛藻和疏枝剛毛藻對1，2-DCB的去除率分別為15.54 %、16.16 %和13.94 %。而培養(yǎng)3 d后，空白和3種剛毛藻處理組中1，2-DCB的減少量相差1.5 μg/mL左右，3種剛毛藻對1，2-DCB的去除率降低，約為0.3 %，表明在50 μg/mL 1，2-DCB對藻細胞的生長產(chǎn)生了一定的影響，去除效率降低。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3種剛毛藻對低濃度的（<10 μg/mL）1，2-DCB的去除作用明顯，3種剛毛藻對1，2-DCB的去除率最大可達76.67 %；隨著處理濃度的升高，其中脆弱剛毛藻的去除效果最好；隨著1，2-DCB濃度的增加，二氯苯的揮發(fā)增大，3種剛毛藻的去除效率降低。當1，2-DCB濃度達50 μg/mL時，僅在第1天剛毛藻表現(xiàn)出去除效果，而后藻類的去除效果甚微，這可能是因為高濃度的1，2-DCB導致藻體細胞毒性增強，第1天表現(xiàn)出的去除效果僅由吸附所致，5 d后各組的降解率和對照組相差不大。

參考文獻

[1] 王 凱，栗 霞，蔡 瑾，等. 6種水生植物對焦化廢水中氨氮和COD的去除作用[J].科技導報，2012，33（Z1）：76-81.

[2] 侯金枝，宋鵬鵬，高 麗. 剛毛藻分解對榮成天鵝湖沉積物磷釋放的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2012，32（4）：826-831.

[3] 田忠峰，曹德菊，徐 輝. 剛毛藻藻膜系統(tǒng)處理富營養(yǎng)化水體的研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學學報，2012，56（2）：302-305.

[4] 謝樹蓮，樊蘭英. 剛毛藻對三種苯系物去除作用的研究[C]//中國植物學會七十五周年年會論文摘要匯編. 蘭州：蘭州大學出版社，2008.

[5] 董曉麗，劉曉鈴，謝樹蓮. 兩種絲狀綠藻對水體中低濃度苯酚的去除作用研究[J]. 植物研究，2010，52（1）：92-97.

[6] USEPA. Toxicological review of dichlorobenzenes：in support of summary in formation of the Integrated Risk Information System（IRIS），revised final draft[R]. Washington DC：US EPA，2006：3-5.

[7] 中國環(huán)境優(yōu)先污染物課題組. 環(huán)境優(yōu)先污染物[M]. 北京：中國環(huán)境科學出版社，1989.

[8] Younis H S，Parrish A R，Sipes I G. The role of hepatocellular oxidative stress in Kupffercel activation during 1，2-dichlorobenzene-induced hepatotoxicity[J]. Toxicological Sciences，2003，76（1）：201-211.

[9] IPCS（International Programme Chemical Safety）. Environment health criteria 128 Chlorobenzenes other than hexachlorobenzene[M]. Switzerland：Geneva WHO，1991：125-134.