迄今为止,蓝藻已在世界各地频繁爆发,蓝藻爆发造成水质恶化,并大量消耗水中的溶解氧危害其他水生动植物的生存。另外,蓝藻产生的蓝藻毒素如微囊藻毒素等也被认为是影响水质的主要问题之一。上世纪以来人类就在除藻方法上有了诸多探索与实践,然而当前的除藻方法都存在一定缺点,如:生物除藻方法周期长、费用高;化学除藻易引起二次污染;传统物理除藻方法成本高、工艺复杂等。近年来,液中高压放电技术已经以其高效节能的特点在清砂、碎石、食品加工、水处理应用及微生物的灭活等方面发挥了显著作用。液中高压放电技术(简称液中放电或液电技术)有着节能环保、安全高效的特点,当高压放电在液体中进行时所产生的一系列物理、化学、生物效应称为液电效应。本论文(1)探究了液中放电对铜绿微囊藻的灭活效果及其应用于铜绿微囊藻藻水处理的可行性;(2)探讨液中放电对太湖野生藻的灭活效果及对藻水水质的影响;(3)初步探讨液电效应灭活藻类机制。研究结果表明:(1)初始浓度为1×10~6个/ml的铜绿微囊藻FACHB-905经液中放电处理后与对照组相比,在静置培养5天内,处理组OD值均呈现下降趋势,而对照组OD值一直呈上升趋势,这表明液中放电能够抑制铜绿微囊藻的生长。3kV与100次、3kV与150次、3kV与200次、4kV与100次、4kV与150次、4kV与200次、5kV与100次、5kV与150次、5kV与200次的灭藻率分别为55.50%、57.29%、57.29%、63.68%、61.64%、66.75%、84.91%、86.45%、91.05%,放电电压为3kV、4kV、5kV的灭藻率分别为56.56%、64.00%、87.56%,差异有统计学意义(P﹤0.05),即随着放电电压增加,藻灭活率越高。而不同放电次数间,放电次数为100次、150次、200次的藻灭活率分别为67.89%、68.44%、71.78%,放电200次与放电150次和放电100次均有统计学差异(P﹤0.05),而放电150次与放电100次间没有统计学差异(P﹥0.05),即放电200次的灭藻效果优于放电150次和放电100次的灭活效果。以5kV的放电电压放电200次处理初始藻毒素为0.62μg/L的藻液,处理组在处理后培养5天时藻液中藻毒素水平已低于HPLC的检测限(0.1μg/L),而对照组培养5天时藻毒素水平上升到1.0μg/L,即该参数的液中放电对藻液中藻毒素水平有显著降解效果。因此得出,放电电压为5kV、放电200次时,不仅可以达到良好灭藻效果,而且能同时降解藻液中藻毒素水平,因此该参数可作为后续现场藻水处理时的放电参数;(2)以5kV电压、放电200次的放电参数处理太湖野生藻,结果表明太湖野生藻初始叶绿素a含量为217.50μg/L,对照组不经任何处理在光照培养箱中静置培养9天后的叶绿素a浓度有所降低,为172.97μg/L,而液中放电组处理后静置培养第9天时叶绿素a平均含量仅为4.19μg/L,灭藻率达到98.07%,且有平行样中的叶绿素a含量为0,表明液电效应灭活太湖野生藻的效率可以达到100%。太湖野生藻水中的初始藻毒素水平为4.06μg/L,经液中放电处理后,藻液培养1天时处理组藻毒素浓度已降到检测限(0.1μg/L)以下,与此同时,对照组藻毒素浓度增加至4.16μg/L。藻水中放电处理前后TN、TP、COD含量相比对照组均有不同程度的下降,因此,液电技术不仅对太湖爆发的野生藻有较高灭活作用,还可以降解太湖水中的藻毒素,并对整体水质改善有良好作用;(3)细胞经放电处理前后的形态学结果表明,藻细胞在液中放电过程中,细胞膜破裂,部分细胞碎片化,细胞SOD及MDA虽然在处理后即刻有所升高,但至培养一天后便逐渐降低,表明液中放电处理藻液后早期藻细胞内的抗氧化防御系统被激活,但由于生成的氧化物过多,细胞丧失了抗氧化的能力最终导致细胞死亡。本论文研究结论:(1)液中放电对铜绿微囊藻有灭活效果,并且可以同时降解水中的藻毒素;(2)液中放电对太湖爆发的蓝藻有良好的灭活效果并可同时降解藻水中的藻毒素、降低水中TP、TN、COD水平,对改善水质有显著作用;(3)液中放电除藻的原理可能是:液中放电过程中产生了各种物理、化学反应,藻细胞受到了液中放电产生的物理和化学损伤,导致细胞破裂、穿孔或抗氧化酶系统崩溃而死亡。