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近年来,随着工业的迅速发展,水体富营养化日益严重,随之带来的蓝藻水华爆发威胁着人们的水安全。如何控制蓝藻水华爆发已成为全球性的环境问题。文章主要讨论了大气压等离子体射流(Atmospheric Pressure Plasma Jet,APPJ)对蓝藻水华爆发中优势藻种铜绿微囊藻的抑制灭活作用,分析了APPJ放电特性,并考察了放电参数、气体流速等对藻细胞的抑制灭活效果的影响,并通过分析放电前后藻细胞结构、酶活性、溶液物化性质的改变和灭藻的物化作用,探讨了APPJ对铜绿微囊藻的抑制灭活机理。主要研究结果如下:(1) APPJ射流长度与电压、气体流速等有关。其长度随放电电压的增大而增长,随气体流速的增大呈现先增大后减小的趋势;APPJ放电后,电压曲线上有高频率的脉冲峰出现;从光谱图中分析得到,APPJ放电时产生了氧活性物质和氮活性物质。(2)通过实验确定了最佳的工艺参数条件。实验结果表明,空气作气源,最佳的工艺参数为电压7kV,放电时间30min,曝气量4L/min,初始电导率1000μs/cm,灭藻率可以达到99%以上。(3)通过对APPJ放电前后铜绿微囊藻细胞的SEM观察及其超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)的分析,从生理指标方面研究了APPJ放电对铜绿微囊藻抑制灭活作用。实验发现,放电处理后藻细胞变形,表面凹凸不平,培养2天后,藻细胞全部萎缩;SOD活性及MDA含量呈现先增大后减小的现象,在培养第二天达到最大。SOD活性从初始的29.79U/mgprot增加到232.35U/mgprot,MDA含量从初始的14.19nmol/mgprot增加到116.20nmol/mgprot。(4) APPJ处理后藻液物化性质发生了变化。研究结果表明,藻液的电导率随放电时间的延长和放电电压的增加而增大;藻液pH值随放电时间的延长和放电电压的增大而减小;放电处理后藻液中产生了大量的硝酸根离子和亚硝酸根离子,这是藻液pH值降低的主要原因;同时,藻液中产生了大量的氧活性物质,包括·OH、H2O2、O3等,它们的浓度分别为0.95μmol/L、10.64mg/L、0.53mg/L。在最佳工艺参数条件下处理后,藻液的电导率由1000μs/cm增大到1207μs/cm,pH值由10.23降低到4.23,其中硝酸根和亚硝酸根离子浓度离子浓度分别为49.99mg/L和36.69mg/L。(5)考察单一和组合因素对藻细胞灭活抑制的影响,探讨APPJ灭藻的主要作用因素。研究结果表明,放电产生的紫外辐射对藻细胞没有明显的抑制作用,单独调节pH(pH值为4.2)的条件下,藻细胞的灭活率为48.34%;单独投加过氧化氢(浓度为10.64mg/L)的条件下,藻细胞的灭活率为58.98%;单独通入臭氧(浓度为0.25mg/L)的条件下,藻细胞的灭活率为51.35%,而同时调节pH,投加过氧化氢和通入臭氧,藻细胞的灭活率可达到94.30%。这表明等离子体射流灭活铜绿微囊藻不是单一因素作用的结果,而是物化共同作用的结果。