專利名稱：硫酸自由基處理赤潮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高級(jí)氧化技術(shù)和水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，涉及硫酸自由基處理赤潮的方 法具體是指使用產(chǎn)生硫酸自由基的高級(jí)氧化技術(shù)應(yīng)用于治理海水赤潮和淡水水 華的方法，它是適應(yīng)于各類富營養(yǎng)化水體赤潮和水華的預(yù)防和治理。
背景技術(shù)：
由于人類經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)大自然造成了許多干擾，最主要的是N、 P營養(yǎng)成 分的增加，造成淡水、海水的富營養(yǎng)化，為水中藻類的爆發(fā)性生長提供了十分有 利的條件。因此在全世界范圍內(nèi)赤潮和水華發(fā)生的頻率不斷加大。在赤潮消失期， 赤潮生物大量死亡和分解，耗盡了水中的溶解氧，分解物產(chǎn)生大量的有害氣體， 嚴(yán)重威脅海洋養(yǎng)殖業(yè)和旅游業(yè)的發(fā)展。同樣地，淡水中富營養(yǎng)化后，水華頻繁出 現(xiàn)，面積逐年擴(kuò)散，持續(xù)時(shí)間逐年延長。我國很多河流和湖泊都出現(xiàn)了水華現(xiàn)象， 如太湖、滇池、巢湖、洪澤湖、漢江。淡水中水華造成的最大危害是飲用水源受 到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍(lán)藻水華的次生代謝產(chǎn)物能損害肝 臟，具有促癌效應(yīng)，直接威脅人類的健康和生存。所以需要對(duì)赤潮和水華進(jìn)行一 定的預(yù)防和治理，維護(hù)生態(tài)安全和保護(hù)人類的健康。
目前預(yù)防和治理赤潮和水華的方法有很多，主要包括物理法、化學(xué)法和生物 法。物理方法包括使用黏土以及改性黏土絮凝的方法，黏土通過物理吸附藻類使 之沉降到水底，但是存在黏土使用量大，操作困難，成本較高的問題。生物處理 方法是引入一些外源的生物抑制藻類的生長，達(dá)到抑制其生長的目的。這種方法 引入外源生物，所以存在一定的生態(tài)安全問題?；瘜W(xué)方法包括使用除草劑和硫酸 銅方法，通過化學(xué)方法殺死藻類。這些化學(xué)試劑常常給環(huán)境帶來二次污染問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種產(chǎn)生硫酸自由基的高級(jí)氧化技術(shù)應(yīng)用于治理海水 赤潮和淡水水華的方法，利用這種方法不僅治理海水赤潮和淡水水華，還可以降 解水中的藻毒素，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。
本發(fā)明的技術(shù)原理硫酸自由基的產(chǎn)生方法主要有過硫酸鹽(SA2—)和單過
氧硫酸氫鹽(HS0s—)的熱解(7(Tl00 °C)、紫外光分解(200-365 nm)、 Y射線輻射 分解和金屬離子Mn+ (Co2+、 Cu2+、 Fe2+、 Ag+)催化等，具體的反應(yīng)式如廣6所示
S20/— 2S04'— (1)
S2082- 2S04— (2)
S2082— + e— 4 S(V— + S042_ (3)
HS05— S0r + 'OH (4)
Mn+ + S2082— — M(n+1)+ + S(V— + SO廣 (5)
Mn+ + HS05— — M(n+1)+ + S04'— + OH— (6)
由上述反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸自由基具有很高的氧化活性，可以氧化水中藻類，破 壞藻類的細(xì)胞膜脂層、蛋白質(zhì)、'碳水化合物以及DNA等物質(zhì)，從而殺死藻類。同 時(shí)硫酸自由基還能夠參與降解藻毒素。
本發(fā)明的技術(shù)方案是硫酸自由基處理赤潮的方法，該方法是在富營養(yǎng)化水 中添加過硫酸鹽或單過氧硫酸氫鹽，經(jīng)過熱解、紫外光分解、y射線輻射分解 或金屬離子催化方式產(chǎn)生硫酸自由基，具有高氧化活性的硫酸自由基能夠和水中
的藻類等生物發(fā)生反應(yīng)，從而殺死藻類生物，產(chǎn)生硫酸自由基的具體步驟是通
過加熱的方法使水溫達(dá)到70-100 °C，熱解溫度為70 nC為首選，或者使用能夠產(chǎn) 生200-365 nm波長的紫外燈照射水體，或者使用鈷60放射源產(chǎn)生y射線輻射 水體，或者在水中添加金屬離子Co2+、 Cu2+、 Fe2+或Ag+催化方式產(chǎn)生硫酸自由基， 過硫酸鹽或單過氧硫酸氫鹽的濃度小于0. 01 mol/L。實(shí)施效果可用生物顯微鏡、 紫外可見分光光度計(jì)、液相色譜等儀器測(cè)定。
本發(fā)明的有益效果是(1)藥劑使用量小，治理成本低，操作簡單；(2)添 加環(huán)境友好的試劑，不會(huì)二次污染環(huán)境；(3)處理效率高，反應(yīng)速度快，適合處 理大面積水域；(4)不僅能殺死水中有害藻類同時(shí)還能降解藻類分泌的藻毒素。


圖1是本發(fā)明的赤潮或水華處理工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
水體中藻類濃度1.2X107mL，在水中添加單過氧硫酸氫鈉(NaHS05)和氯 化鈷(CoCl2)，按照每1000噸壓載水添加10公斤的NaHSOs和100克的CoCl2， Cq2+催化HS(V產(chǎn)生硫酸自由基，經(jīng)過5分鐘時(shí)間以后，檢測(cè)藻類，結(jié)果顯示藻類 全部死亡?？傮w效果是殺死率達(dá)到100%。
實(shí)施例2
水體中微囊藻毒素的含量濃度2.5 !ig/L，在飲用水中添加過硫酸鉀
(K^Os),按照每IO(JO L飲用水泰加—g K2S2e8，經(jīng)過254咖的低壓汞燈照射， 5分鐘后水中的微囊藻毒素未檢出，己經(jīng)完全降解。
權(quán)利要求
1、硫酸自由基處理赤潮的方法，其特征在于，該方法是在富營養(yǎng)化水中添加過硫酸鹽或單過氧硫酸氫鹽，經(jīng)過熱解、紫外光分解、γ射線輻射分解或金屬離子催化方式產(chǎn)生硫酸自由基，具有高氧化活性的硫酸自由基能夠和水中的藻類等生物發(fā)生反應(yīng)，從而殺死藻類生物，產(chǎn)生硫酸自由基的具體步驟是通過加熱的方法使水溫達(dá)到70-100℃，或者使用能夠產(chǎn)生200-365nm波長的紫外燈照射水體，或者使用鈷60放射源產(chǎn)生γ射線輻射水體，或者在水中添加金屬離子Co2+、Cu2+、Fe2+或Ag+催化方式產(chǎn)生硫酸自由基，過硫酸鹽或單過氧硫酸氫鹽的濃度小于0.01mol/L。
2、 按照權(quán)利要求1所述的硫酸自由基處理赤潮的方法，其特征在于，所述的熱解溫 度為70 T。
全文摘要
本發(fā)明涉及高級(jí)氧化技術(shù)和水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，涉及硫酸自由基處理赤潮的方法，該方法是在富營養(yǎng)化水中添加過硫酸鹽或單過氧硫酸氫鹽，經(jīng)過熱解、紫外光分解、γ射線輻射分解或金屬離子催化等方式產(chǎn)生硫酸自由基，具有高氧化活性的硫酸自由基能夠和水中的藻類等生物發(fā)生反應(yīng)，破壞生物的細(xì)胞膜脂層、蛋白質(zhì)、碳水化合物以及DNA等物質(zhì)，從而殺死藻類等生物，降解水中藻類分泌的藻毒素，凈化水質(zhì)。本發(fā)明的有益效果是藥劑使用量小，治理成本低，操作簡單；添加環(huán)境友好的試劑，不會(huì)二次污染環(huán)境；處理效率高，反應(yīng)速度快，適合處理大面積水域；不僅能殺死水中有害藻類同時(shí)還能降解藻類分泌的藻毒素。
文檔編號(hào)C02F1/72GK101172692SQ20071015730
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者瑀 劉, 宋成文, 穎 李, 王德高, 敏 韓 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)