摘要：微囊藻毒素是水體污染的主要來(lái)源之一。本文對(duì)微囊藻毒素致毒機(jī)理及防治方法研究進(jìn)展進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：微囊藻毒素；致毒機(jī)理；防治方法

隨著現(xiàn)代社會(huì)城市化、工業(yè)化的進(jìn)程加快，各種生活污水、工業(yè)污水大量排入江河湖海，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化程度日益嚴(yán)重，浮游藍(lán)藻大量繁殖，形成水華。藍(lán)藻繁殖而產(chǎn)生的微囊藻毒素（Microcystins，MC），是藻類(lèi)污染水質(zhì)的主要成分。不僅污染飲用水源，而且進(jìn)入魚(yú)蝦等水生動(dòng)物體內(nèi)，通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)富集，對(duì)人類(lèi)健康造成危害。據(jù)2004年資料，己知有80多種微囊藻毒素[1]。我國(guó)的“生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范”[2]和“城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”[3]中都規(guī)定MC最高濃度為1.0ug/L。通過(guò)研究微囊藻毒素毒理學(xué)，建立有效的檢測(cè)及去除方法，對(duì)于保障水體安全具有重要意義。

1.微囊藻毒素的分子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

1959年，Bishop等首次從銅綠微囊藻(MicrocysfisAernginosa)中分離得到的具有明確基本結(jié)構(gòu)的微囊藻毒素—Microcystin，是一種含有7個(gè)氨基酸的多肽[4]�，F(xiàn)在研究表明，微囊藻是一種單環(huán)七肽毒素，一般結(jié)構(gòu)為D－丙氨酸－L－X－赤－甲基－D－異天冬酸－L－Y－Adda－D－異谷氨酸－N－甲基脫氫丙氨酸（X、Y為2種可變氨基酸，其中毒性較大的是微囊藻毒素－LR、YR、RR，L、Y、R分別為亮氨酸、酪氨酸、精氨酸）[5]。MC易溶于水，在水中的溶解度達(dá)1g/L以上。在水體中的穩(wěn)定時(shí)間與水體的特征有關(guān)，在去離子水中可保持穩(wěn)定狀態(tài)長(zhǎng)達(dá)27d，在自然水庫(kù)中7d可發(fā)生降解而失去活性。能夠被紫外線(xiàn)光解或通過(guò)異構(gòu)化作用而喪失毒性，在波長(zhǎng)240nm處具有一個(gè)強(qiáng)烈的吸收峰[6]。MC具有熱穩(wěn)定性，加熱煮沸不致喪失毒性。

2微囊藻毒素的致毒機(jī)理

目前，對(duì)MC的毒理學(xué)研究表明，MC致毒有兩種途徑，對(duì)肝臟的毒性和遺傳毒性。

2.1肝臟毒性及促肝腫瘤作用

MC是一類(lèi)肽毒素，肝臟是其主要的靶器官[7]。能夠?qū)е赂闻K大面積出血、壞死、腫脹、瘀血、肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞等。MC可以導(dǎo)致原代培養(yǎng)肝細(xì)胞的明顯損傷，同時(shí)還可以導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)活性氧類(lèi)的升高。隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)和劑量增大，繼而形成團(tuán)塊狀增生活躍的細(xì)胞，細(xì)胞收縮，核同縮成顆粒狀，大部分細(xì)胞核膜完整，部分細(xì)胞崩解[8]�？商禺惖囊种萍�(xì)胞內(nèi)能控制許多生化過(guò)程的蛋白磷脂酸酶1和2A（該酶的抑制作用已被證明與促腫瘤作用有直接關(guān)系）[9]，從而損害了細(xì)胞增殖的正常的制動(dòng)作用，促進(jìn)腫瘤的發(fā)育。

2.2遺傳毒性

MC不但在染色體水平上造成遺傳損傷，影響細(xì)胞的分裂增殖，還可以直接作用于DNA分子，引起DNA分子移碼型突變。農(nóng)清清等人研究微囊藻毒素-LR對(duì)HL60細(xì)胞的遺傳毒性效應(yīng)[10]，結(jié)果表明，MC-LR可引起HL60細(xì)胞DNA和染色體損傷，具有細(xì)胞遺傳毒性。

3微囊藻毒素的防治方法

目前對(duì)MC的防治方法主要分為物理防治、化學(xué)防治、生物防治等。

3.1物理防治

物理法主要采取截流、疏浚、稀釋和污水分流等措施。但這些方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且效果不明顯。20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著水源污染的日益嚴(yán)重以及消毒副產(chǎn)物的檢出，研究人員發(fā)現(xiàn)活性炭對(duì)飲用水源中的酚類(lèi)、農(nóng)藥、消毒副產(chǎn)物及其前體物等有很好的去除效果。Hoffmann等應(yīng)用活性炭去除藻毒素的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)[11]，活性炭能吸附藍(lán)藻產(chǎn)生的MC，投加量為800mg/L可達(dá)到良好的去除效果。

3.2化學(xué)防治

3.2.1加氯處理

加氯是應(yīng)用最早和目前應(yīng)用最廣泛的氧化除藻方法，它常用于水源水的預(yù)處理工藝中以殺死藻類(lèi)，使藻類(lèi)及藻毒素易于在后續(xù)常規(guī)水處理工藝中去除。Tsuji等的研究證實(shí)[12]，去除效果主要取決于水中自由氯含量，用濃度為0.7mg/L的自由氯經(jīng)60min處理后，水中僅有35％的MC被去除，當(dāng)自由氯濃度增大到2.8mg/L時(shí)接觸30min后，MC的去除率達(dá)99％。另外，MC的去除效果還依賴(lài)于pH值的大小，pH值越大，有效氯的氧化作用越小，其對(duì)毒素的降解作用也隨之減小[13]。

3.2.2加臭氧處理

臭氧的氧化能力很強(qiáng)，20世紀(jì)60年代臭氧開(kāi)始用于原水預(yù)氧化，目前廣泛應(yīng)用于飲用水處理中。Himberg的研究結(jié)果顯示，0.2mg/L的臭氧可以消除16％～60％的藻毒素，濃度為0.6mg/L時(shí)，去除率可達(dá)83％以上。

3.3生物防治

利用水生生物控制微囊藻水華簡(jiǎn)單易行，效果顯著且無(wú)二次污染。

3.3.1浮游動(dòng)物對(duì)微囊藻水華的控制

浮游動(dòng)物一方面通過(guò)攝取微囊藻直接抑制其過(guò)度繁殖，另一方面通過(guò)改變周?chē)饩�(xiàn)的強(qiáng)度和營(yíng)養(yǎng)條件間接地影響微囊藻的繁殖。

3.3.2高等水生植物對(duì)微囊藻水華的控制高等水生植物抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的作用機(jī)制除了對(duì)光和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng)外，其根系可向水體中分泌有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)能夠傷害或殺死某些藻類(lèi)[4]。

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