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水体富营养化问题仍然是目前一些江河、湖泊所面对的主要环境问题之一,在适宜的条件下,富营养化的江河、湖泊就有可能爆发水华。藻类的大量繁殖不仅会产生难闻的气味,而且还会向水体中释放毒素,对水生生物的生存和人类健康产生危害。因此,寻找高效、环保的应急降藻、控藻技术显得尤为迫切。已有研究表明,壳聚糖改性河沙对铜绿微囊藻具有较好的去除效果,且生态安全性较好。但由于壳聚糖不溶于水,仅溶于稀酸,导致其在施用过程中很不方便,且壳聚糖属于弱电荷型有机高分子絮凝剂,其对藻细胞的絮凝性能很难再一步提高,这些限制了壳聚糖的实际运用。因此本文通过对壳聚糖进行季铵化改性,改善壳聚糖的水溶性的同时引入特定基团季铵根,加强了其正电荷性,进一步强化了壳聚糖的絮凝性能,从而提高壳聚糖的实用性。本文采用2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)在异丙醇介质中与壳聚糖(CTS)进行反应,对壳聚糖进行了季铵化改性,制备了壳聚糖季铵盐(HTCC)。通过红外光谱分析发现,壳聚糖分子中的-NH2发生了取代,有效合成了壳聚糖季铵盐(HTCC)。通过改变GTA与CTS的质量比,制得三种不同取代度的HTCC,随着取代度的增加,HTCC的水溶性也越好,且絮凝性能也逐渐增强。试验结果表明,取代度为94.6%的HTCC复合河沙对铜绿微囊藻具有非常好的去除效果,在室温、藻密度为69.5′10个/m L和HTCC复合河沙的最佳投加量(7.5mg/L HTCC、0.5g/L河沙)下,1h后的降藻率可达99%以上。为了在降藻后能够有一个良好的控藻效果,我们向HTCC复合河沙悬浊液中加入化感物质,利用化感物质的化感作用抑制降藻后新藻的生长。试验首先比较了三种酚酸类化感物质(对羟基苯甲酸、邻苯二酚、没食子酸)单独对铜绿微囊藻生长抑制效果,结果表明三种化感物质对铜绿微囊藻的生长均有较好的抑制效果,且都呈现出较为明显的剂量关系。三种物质对铜绿微囊藻的生长的72hEC50值由大到小依次为:对羟基苯甲酸49.66mg/L>没食子酸15.50mg/L>邻苯二酚2.73mg/L;随后采取半致死剂量指数法,评价了这3种化感物质对铜绿微囊藻的联合抑制效果,结果表明邻苯二酚与没食子酸和对羟基苯甲酸联合作用均表现为加和作用,而没食子酸与对羟基苯甲酸联合作用则表现为拮抗作用。因此将邻苯二酚和没食子酸加入到HTCC复合河沙悬浊液中,考查降藻后的两种化感物质的联合化感作用对降藻后新藻生长的抑制,试验结果表明,当邻苯二酚和没食子酸的加入量为1.36mg/L和7.75mg/L时,抑藻率在降藻后6d达到最高,为76.3%。HTCC复合河沙絮凝除藻效果影响因素试验表明,HTCC用量、藻密度及生长周期对降藻率影响较为明显,HTCC复合河沙适宜在对数期藻密度为69.5′10个/m L时投加,此时HTCC复合河沙最优投加量为7.5mg/L HTCC+0.5g/L河沙,值得注意的是,HTCC相比壳聚糖具有较宽的酸碱度适用范围,在pH值7~12范围内均有不错的去除效果;温度对HTCC絮凝能力影响较小,在室温下施用即可;河沙用量及粒径对降藻效果也没有较大影响,实际过程中采用去除较大颗粒的原沙即可达到沉藻的效果。最后通过外加电解质对HTCC复合河沙除藻效果影响试验以及降藻前后藻絮体的Zeta电位分析,初步分析了HTCC复合河沙降藻的机理,认为吸附架桥和电中和作用是HTCC复合河沙絮凝降藻的主要机理。经过季铵化改性后壳聚糖的水溶性及絮凝性能均得到了很大的提高,其对铜绿微囊藻具有良好的的去除效果。向壳聚糖季铵盐复合河沙悬浊液中加入化感物质可以有效的抑制新藻的生长,在降藻后达到一个较好的控藻效果。因此,壳聚糖季铵盐复合河沙及其组合化感物质在水华应急治理中将具有广阔的应用前景。