3种刚毛藻对1，2—二氯苯去除效果研究

石瑛+马健瑞+陈展明

摘 要 对3种刚毛藻去除废水中1，2-二氯苯（1，2-DCB）的性能进行研究，并分析3种刚毛藻不同初始浓度对1，2-二氯苯的去除效率。结果表明：在自然水体中，1，2-DCB在4 d后挥发量减少，在水中的含量趋于稳定；在较低浓度时（5 μg/mL），脆弱刚毛藻、寡枝刚毛藻和疏枝刚毛藻对1，2-DCB的去除率随着时间的延长而增大；到第5天时，对1，2-DCB的去除率分别达76.67 %、35.45 %、26.06 %，其中脆弱刚毛藻对1，2-DCB的去除效果最好；但随着1，2-DCB浓度的升高，刚毛藻对1，2-DCB的去除效率降低。这表明大型藻类在低浓度废水的处理中有潜在的研究和应用价值。

关键词 刚毛藻 ；1，2-二氯苯 ；去除效果 ；废水处理

中图分类号 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

刚毛藻（Cladophora）是一类常见的多分枝大型丝状绿藻，在淡水生态系统中具有多方面的作用。它们是淡水环境监测的重要指示生物；对过量的营养物质，如N、P有显著的吸收作用[1-2]，能降低和改善水体的营养水平状态[3]，对氯苯类、重金属和氟化物等有害物质有吸收、转化并降解的能力[4-5]，在水生态系统的修复方面发挥着重要的作用。1，2-二氯苯是具有高度脂溶性的氯代芳香烃类化合物，广泛应用于医药、染料、农药、塑料等各领域，也是被各国优先监测的有机污染物之一[6-7]，已有研究结果表明，高浓度1，2-二氯苯是对人体的神经系統和肝、肾等有严重地毒害[8]，早在20世纪80年代就被国际癌症研究机构（IARC）确定为可能的人类致癌物[9]。由于1，2-二氯苯的大量使用及其具有的生物难降解性，对生态环境及人类健康构成了日益严重的威胁。本试验研究了3种刚毛藻对水中二氯苯污染物的去除效果，为大型藻类的环境污染治理提供思路。

1 材料与方法

1.1 材料

选取山西省常见的脆弱刚毛藻（Cladophora fracta）、寡枝刚毛藻（Cladophora oligoclona）及疏枝刚毛藻（Cladophora insignis）作为研究材料；以1，2-二氯苯（1，2-DCB）为研究对象。

1.2 方法

1.2.1 绘制1，2-DCB的标准曲线

利用安捷伦7890A气相色谱仪对二氯苯进行气相（GC）检测。GC条件：柱温为80 ℃，阶升温度为130 ℃，进样口为240 ℃，压力为5.801 3 pis，检测温度为240 ℃，隔垫吹扫流量为5 mL。根据1，2-DCB在水中的浓度和气相色谱峰面积之间的关系绘制标准曲线。

1.2.2 模拟水环境中3种浓度1，2-DCB的归趋研究

取1，2-DCB 0.1 g，溶解于400 mL蒸馏水中，模拟自然环境，利用GC分别测定0-5 d时间内1，2-DCB在水中的含量。

1.2.3 3种刚毛藻对1，2-DCB的去除效果

称取鲜重1 g的藻量分别置于含5×10-6、10×10-6、50×10-6 g/mL的1，2-DCB溶液的锥形瓶中，用封口膜封口后置于培养箱中培养。培养条件：温度为18-19 ℃，光照日夜比为12 h：12 h，强度为2 500-4 500 lx。同时设不加刚毛藻的空白溶液作为对照，每组3个平行重复，在第1、3、5天分别测定溶液中1，2-DCB的含量，并计算去除率。

去除率%=[（原始浓度-第n天溶液浓度）-（空白组原始浓度-第n天空白浓度）]/原始浓度×100。

2 结果与分析

2.1 1，2-DCB的标准曲线和模拟水环境中二氯苯的动态变迁趋势

对1，2-DCB的标准曲线进行测定，结果见图1，获得浓度计算公式：y=12 017 x-2.1×105，R2=0.998 8，表明测试方法能满足实验的要求。为了排除1，2-DCB的挥发影响，实验测定了1，2-DCB随着时间变化在水环境中的动态变迁趋势，结果见图2。

由图2可看出，1，2-DCB在前1 d的减少量最大，说明溶液配制初期，初始浓度选取了它们的过饱和量，所以当天就有部分1，2-DCB不溶于水中并挥发消耗掉。随着初始浓度的降低，溶液达到稳定浓度的时间相对缩短。4 d后，1，2-DCB的挥发量减少，在水中的含量趋于稳定。

2.2 3种刚毛藻对5 μg/mL1，2-DCB的去除效果

由图3可看出，在1，2-DCB起始浓度为5 μg/mL时，3种刚毛藻处理组中1，2-DCB的减少量高于空白对照组中1，2-DCB的挥发量。在处理1 d后，空白组中1，2-DCB的含量变化与脆弱刚毛藻、寡枝刚毛藻和疏枝刚毛藻培养组中1，2-DCB的含量变化相差不多，3种刚毛藻对1，2-DCB的去除效果差别不明显。随着时间的延长，刚毛藻的去除效果逐渐增强。到第5天时，对1，2-DCB的去除率分别达76.67 %、35.45 %、26.06 %。

2.3 3种刚毛藻对10 μg/mL 1，2-DCB的去除效果

由图4可知，在1，2-DCB起始浓度为10 μg/mL时，第1天处理后，3种刚毛藻处理对1，2-DCB均没有明显去除效果；第3、5天处理后，3种刚毛藻均表现出明显的去除效果，在第5天时，脆弱刚毛藻、寡枝刚毛藻和疏枝刚毛藻处理组中1，2-DCB的去除率分别为50.31 %、29.57 %和26.83 %。

2.4 3种刚毛藻对50 μg/mL 1，2-DCB的去除效果

由图5可看出，当1，2-DCB的起始浓度增加至50 μg/mL时，3种刚毛藻处理组中的1，2-DCB的减少量与空白对照组中1，2-DCB挥发的量相比，在第1天时出现明显的差异，脆弱刚毛藻、寡枝刚毛藻和疏枝刚毛藻对1，2-DCB的去除率分别为15.54 %、16.16 %和13.94 %。而培养3 d后，空白和3种刚毛藻处理组中1，2-DCB的减少量相差1.5 μg/mL左右，3种刚毛藻对1，2-DCB的去除率降低，约为0.3 %，表明在50 μg/mL 1，2-DCB对藻细胞的生长产生了一定的影响，去除效率降低。

3 结论

本研究结果发现，3种刚毛藻对低浓度的（<10 μg/mL）1，2-DCB的去除作用明显，3种刚毛藻对1，2-DCB的去除率最大可达76.67 %；随着处理浓度的升高，其中脆弱刚毛藻的去除效果最好；随着1，2-DCB浓度的增加，二氯苯的挥发增大，3种刚毛藻的去除效率降低。当1，2-DCB浓度达50 μg/mL时，仅在第1天刚毛藻表现出去除效果，而后藻类的去除效果甚微，这可能是因为高浓度的1，2-DCB导致藻体细胞毒性增强，第1天表现出的去除效果仅由吸附所致，5 d后各组的降解率和对照组相差不大。

参考文献

[1] 王 凯，栗 霞，蔡 瑾，等. 6种水生植物对焦化废水中氨氮和COD的去除作用[J].科技导报，2012，33（Z1）：76-81.

[2] 侯金枝，宋鹏鹏，高 丽. 刚毛藻分解对荣成天鹅湖沉积物磷释放的影响[J]. 农业环境科学学报，2012，32（4）：826-831.

[3] 田忠峰，曹德菊，徐 辉. 刚毛藻藻膜系统处理富营养化水体的研究[J]. 安徽农业大学学报，2012，56（2）：302-305.

[4] 謝树莲，樊兰英. 刚毛藻对三种苯系物去除作用的研究[C]//中国植物学会七十五周年年会论文摘要汇编. 兰州：兰州大学出版社，2008.

[5] 董晓丽，刘晓铃，谢树莲. 两种丝状绿藻对水体中低浓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] 中国环境优先污染物课题组. 环境优先污染物[M]. 北京：中国环境科学出版社，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.