饮用水毒理指标重金属二元及多元联合作用藻红外测试研究

摘要

随着工业废水、生活污水的排放、农药等面源污染，饮用水源遭受多种有毒有害物的复合污染，为保障人民群众生命健康，需要分析饮用水中多种污染物之间的联合作用。目前，藻红外技术测试联合作用还存在两个关键问题没有解决：1.藻红外测试二元联合作用的稳定性；2.多元联合作用藻红外测试的新方法，因此，藻红外技术测试联合作用之前需要解决这两个关键问题，才能进行饮用水中重金属的二元及多元联合作用的测试分析。为此开展以下研究内容：1.进行二元联合作用测试方法的可行性分析；2.建立多元联合作用测试方法；3.开展测试分析重金属二元、多元联合作用类型。
　　实验选用Cu2+、Fe3+、Mn2+、Al3+、Zn2+、Cr3+、Hg2+、Cd2+和Pb2+9种重金属为测试对象，以红外测温仪为测试仪器，以铜绿微囊藻为测试藻种，以开发的数据处理软件进行重金属联合作用测试分析，并用藻红外联合作用评价体系进行显著的分析，得出不同组合的联合作用类型，分析并预测九种重金属不同组合对铜绿微囊藻的联合作用机理和规律，最终为研究多种重金属的联合作用变化规律以及重金属污染控制提供一定的理论依据。研究结论如下：
　　①在二元联合作用藻红外测试中，表现为相加作用的组合是 Cu2++Fe3+、Cu2++Mn2+、Cu2++Hg2+、Cu2++Cd2+、Cu2++Pb2+、Cu2++Zn2+、Fe3++Mn2+、Fe3++Al3+、Fe3++Hg2+、Fe3++Cd2+、Mn2++Hg2+、Mn2++Cd2+、Al3++Cr3+、Al3++Hg2+、Al3++Cd2+、Al3++Pb2+、Al3++Zn2+、Cr3++Hg2+、Cr3++Cd2+、Cd2++Zn2+、Pb2++Zn2+；表现为协同作用的组合是Cr3++Pb2+。相加作用出现率为58.33％、协同作用出现率为2.78%，共计61.11%。
　　②在多元联合作用藻红外测试结果中，表现为相加作用的组合是Cu2++Cr3++Pb2+、Cu2++Cr3++Zn2++Pb2+、Cu2++Cr3++Zn2++Mn2++Fe3+、Cu2++Fe3++Mn2++Al3++Cr3++Pb2+、Cu2++Fe3++Mn2++Al3++Cr3++Zn2+、Cu2++Fe3++Mn2++Al3++Cr3++Zn2++Cd2+、Cu2++Fe3++Mn2++Al3++Cr3++Zn2++Pb2++Cd2++Hg2+；表现为协同作用的组合是Cu2++Cr3++Zn2+、Cu2++Cr3++Zn2++Mn2++Al3+、Cu2++Fe3++Mn2++Al3++Cr3++Zn2++Pb2+。相加作用出现率为53.85%、协同作用出现率为23.08%，共计76.92%。
　　③二元联合作用测试结果的再现性、重现性及其出现率较高，表明二元联合作用测试方法具有较好的准确性和稳定性。9种重金属的36组二元联合作用中，14组为拮抗作用，其中，每组的再现性为50～100%，全部的再现性的出现率为93%，每组的重现性为67～100%、全部的重现性的出现率为100%；21组为相加作用，其中，每组的再现性为50～100%、全部的再现性的出现率为86%，每组的重现性为67～100%、全部的重现性的出现率为100%；1组为协同作用，其重现性为100%、重现性的出现率为100%；36组联合作用测试结果的再现性为50～100%、再现性的出现率为86%，重现性为67～100%、重现性的出现率为100%。
　　④多元联合作用测试结果的再现性、重现性及其出现率较高，表明新构建的多元联合作用测试方法具有较好的准确性和稳定性。9种重金属的13组多元联合作用中，2组为拮抗作用，其中，每组的再现性为50～100%、全部的再现性的出现率为100%，每组的重现性为67～100%、全部的重现性的出现率为100%；7组为相加作用，其中，每组的再现性为50～100%、全部的再现性的出现率为100%，每组的重现性为67～100%、全部的重现性的出现率为100%；3组为协同作用，其中，每组的再现性为0～50%、全部的再现性的出现率为33%，每组的重现性为67%、全部的重现性的出现率为100%；1种组合结果没有重现性。13组联合作用测试结果的再现性为0～100%、再现性的出现率为77%，重现性为0～100%、重现性的出现率为92%。
　　⑤改进后的二元联合作用藻红外测试方法是可行的，新构建的多元联合作用藻红外测试方法是可行的。
　　⑥在二元联合作用测试中，产生相加作用、协同作用的出现率为61.11%，在多元联合作用测试中，产生相加作用、协同作用的出现率为76.92%，饮用水中重金属共存时产生增加生物毒性效应的出现几率较高，因此，重金属共存的安全风险较大。饮用水中重金属的种类增加，饮用水的安全风险越高。

目录

1 绪 论

1.1 课题背景

1.2 重金属毒性国内外研究

1.3 重金属联合毒性作用

2 课题研究

2.1 课题提出、目的及意义

2.2 研究内容

2.3 技术路线

3 实验材料与方法

3.1 实验材料

3.2 实验方法

4 重金属二元联合作用藻红外测试研究

4.1 重金属二元联合作用测试

4.2 结果与分析

4.3 本章小结

5 重金属多元联合作用藻红外测试研究

5.1 重金属多元联合作用测试

5.2 结果与分析

5.3 本章小结

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

附录

作者在攻读硕士学位期间发表的论文