一种利用亚铁离子活化过硫酸钠降低水体中微生物的方法与流程

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种利用亚铁离子活化过硫酸钠降低水体中微生物的方法。

背景技术：

现有水体中常存在大量致病性微生物，有研究报道指出，40％的河流及河口的水质由于病原微生物指标不达标而难以达到水环境标准。这些含有致病性微生物的实体经过饮用、皮肤接触等途径随介质接触人类，可引起感染并最终导致疾病等的发生，成为疾病传播的重要途径之一，对人群健康构成威胁。据wto统计，全球每年至少有500万人因水传播性疾病而失去生命。

随着社会的飞速发展，水质评价指标体系不再仅考虑常规理化指标，微生物评价指标也越来越多地被考虑到。目前人们多关注对饮用水中大肠菌群的监测，而对于自然河流水体和景观水体的微生物污染情况和风险评价则少有关注。有报道指出，以常规理化指标作为评价指标，2003年三峡蓄水库区以ⅲ类水质为主，但若考虑粪大肠菌群等微生物指标，则水质总体为ⅳ类和ⅴ类。污水处理厂出水和分散性污水等非常规水源补给是造成河流水体微生物污染的重要因素。受微生物污染水体对其河道保洁人员、游船驾驶人员以及游客等接触污染水体的人群的健康存在较高风险。因此需要一种适用于各种水体如污水处理厂、富营养化湖泊、水产养殖基地以及滨海景观水体等的微生物治理的方法。

过硫酸钠(na2s2o8)溶于水产生的过硫酸根离子是一种稳定的强氧化剂，且过硫酸盐被激活后能够产生对生命体具有毒害作用的硫酸盐自由基(so4^-·)、羟基自由基(·oh)和有机分子自由基(r·)。常见的过硫酸钠活化方法有：碱活化、热活化、过度金属离子活化、有机物活化等。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种利用亚铁离子活化过硫酸钠降低水体中微生物的方法，该方法简单高效易实施且成本低。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种利用亚铁离子活化过硫酸钠降低水体中微生物的方法，所述方法为在水体中同时加入s2o8^2-和fe²⁺对水体进行处理。

作为优选，所述水体中同时加入的s2o8^2-和fe²⁺的摩尔比为(1.8-2.2):1。

作为优选，所述s2o8^2-的添加量按照每1μmols2o8^2-处理53-90cuf微生物量计算。

作为优选，所述水体中同时加入fe²⁺和s2o8^2-后处理时间为8-25h。

作为优选，所述s2o8^2-在水体中的添加比例为6-600μmol/l，所述fe²⁺在水体中的添加比例为3-300μmol/l。

作为优选，所述水体中加入的s2o8^2-来自na2s2o8、k2s2o8中的一种或两种，所述水体中加入的fe²⁺来自fecl2、feso4中的一种或两种。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明fecl2与na2s2o8同时加入到水体中，利用fe²⁺活化s2o8^2-水解产生硫酸盐自由基(so4^-·)、羟基自由基(·oh)和有机分子自由基(r·)。产生的自由基可对微生物的细胞壁、细胞膜、胞内重要组成单元和功能物质造成严重损害，并使其氨基酸氧化分解、脂质过氧化、dna链断裂，从而导致细胞无法进行正常生命活动而死亡，达到去除水体中微生物总数的目的。该方法具有成本低、效果好、易实施的优势，而且所添加的fe²⁺被氧化成fe³⁺后在水体中具有较好的絮凝作用，可以进一步提高水质。

附图说明

附图1为本发明实施例1、对比例1-1、对比例1-2水体处理的检测结果图

附图2为本发明实施例2、对比例2-1、对比例2-2水体处理的检测结果图

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

取污水处理厂出水水样，用稀释涂布平板法确定其中微生物总量，按照每54.1cuf微生物量添加1μmolna2s2o8计算，在水样中添加6μmol/l的na2s2o8、3μmol/l的fecl2(即每l水样中添加6μmolna2s2o8、3μmolfecl2)，水样设3个重复样，置于室温条件下，搅拌均匀，静置处理8h，并分别于添加后的4h、8h取样用稀释涂布平板法确定微生物总量。

对比例1-1

与实施例1不同的是，按照每5.4cuf微生物量添加1μmolna2s2o8计算，在水样中添加60μmol/l的na2s2o8、30μmol/l的fecl2(即每l水样中添加60μmolna2s2o8、30μmolfecl2)。

对比例1-2

与实施例1不同的是，按照每0.54cuf微生物量添加1μmolna2s2o8计算，在水样中添加600μmol/l的na2s2o8、300μmol/l的fecl2(即每l水样中添加600μmolna2s2o8、300μmolfecl2)。

对比例1-3

与实施例1不同的是，在水样中仅添加6μmol/l的na2s2o8、(即每l水样中添加6μmolna2s2o8)。

实施例1、对比例1-1、对比例1-2的检测结果如图1所示，由图1可知，实施例1中8h时微生物去除率为53.8％，对比例1-1中8h时微生物去除率为50.8％，对比例1-2中8h时微生物去除率为35.3％。而对比例1-3的处理方法对微生物基本无去除作用。

实施例2

取滨海景观水样，用稀释涂布平板法确定其中微生物总量，按照水样中每88.3cuf微生物量添加1μmolna2s2o8计算，在水样中添加60μmol/l的na2s2o8、30μmol/l的fecl2(即每l水样中添加60μmolna2s2o8、30μmolfecl2)，水样设3个重复样，置于室温条件下，搅拌均匀，静置处理24h，并分别于添加后的4h、8h、12h、16h、24h取样用稀释涂布平板法确定微生物总量。

对比例2-1

与实施例2不同的是，按照每8.8cuf微生物量添加1μmolna2s2o8计算，在水样中添加600μmol/l的na2s2o8、300μmol/l的fecl2(即每l水样中添加600μmolna2s2o8、300μmolfecl2)。

对比例2-2

与实施例2不同的是，按照每883cuf微生物量添加1μmolna2s2o8计算，在水样中添加6μmol/l的na2s2o8、3μmol/l的fecl2(即每l水样中添加6μmolna2s2o8、3μmolfecl2)。

对比例2-3

与实施例2不同的是，在水样中仅添加60μmol/l的na2s2o8、(即每l水样中添加60μmolna2s2o8)。

实施例2、对比例2-1、对比例2-2的检测结果如图2所示，由图1可知，实施例1中24h时微生物去除率为49.1％，对比例2-1中24h时微生物去除率为45.6％，对比例2-2中24h时微生物去除率为21.3％。而对比例2-3的处理方法对微生物基本无去除作用。

实施例1、实施例2中的na2s2o8添加量还可以按照水样中每53cuf微生物量添加1μmolna2s2o8计算或按照水样中每90cuf微生物量添加1μmolna2s2o8计算，以及按照水样中每53-90cuf微生物量中任一数值微生物量添加1μmolna2s2o8计算，na2s2o8和fecl2的添加摩尔比还可以为1.8:1或2.2:1以及(1.8-2.2):1中的任一比值，水样中添加的氧化剂还可以是na2s2o8/feso4、k2s2o8/feso4、k2s2o8/fecl2的组合，实施例1中的处理时间还可以是8-25h中的任一时间值，实施例2中的处理时间还可以是24-25h中的任一时间值，其检测结果与实施例1、实施例2接近，无显著差别。

毒理实验

分别在未处理水样和按照实施例1、对比例1-1、对比例1-2、实施例2、对比例2-1、对比例2-2处理方法处理的水样中放置4条青鳉鱼，每组设置3个重复样，观察48小时青鳉鱼死亡率，结果如下表1所示。

表1：水样放养青鳉鱼试验效果

由表1的毒理实验结果可知，污水处理厂出水中，青鳉鱼的死亡率为8％；经过三种浓度的na2s2o8/fecl2组合处理后的污水处理厂出水水样和未处理滨海景观水样中青鳉鱼的死亡率均为0％，表明本发明的降低水体中微生物的方法对水体中高级生物(鱼类)无毒害作用，不会影响其生命活动。

综上所述，本发明利用亚铁离子活化过硫酸钠的高级氧化技术降低水体中微生物总量的方法能够有效的降低污水处理厂出水以及景观水体中的微生物总量，从而降低水体微生物环境风险。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。