全 文 ：书给水排水　Ｖｏｌ．４０　Ｎｏ．１　２０１４ １１５　
城镇给排水
不同价态铁对四尾栅藻生长的影响及机理探讨
胡　权１，２　王志红１　刘立凡１　高　丹１　郭　延１
（１广东工业大学土木与交通工程学院，广州　５１０００６；２广东省环境保护工程研究设计院，广州　５１０６３５）
　　摘要　采用实验室模拟培养的方法，分别培养初始 Ｆｅ２＋ 和 Ｆｅ３＋ 为０．２ｍｇ／Ｌ、０．４ｍｇ／Ｌ、
０．５ｍｇ／Ｌ、０．７ｍｇ／Ｌ时的四尾栅藻。结果表明：四尾栅藻对于铁的吸收利用主要包括蛋白转运和铁
置换两个过程，对于Ｆｅ２＋的吸收利用以蛋白转运为主，通过修正Ｓｈａｋｅｄ铁吸收模型，蛋白转运进一
步分为Ｆｅ３＋还原和Ｆｅ２＋转运两个步骤。铁的不同价态对四尾栅藻的生长影响差异明显，Ｆｅ２＋较之
Ｆｅ３＋表现出更强的藻利用时效，同样的游离态浓度下，藻增殖速度快，藻峰值更高。四尾栅藻倾向于
优先吸收Ｆｅ２＋。四尾栅藻的生长环境存在一个最佳的Ｆｅ２＋浓度范围，在初始Ｆｅ２＋为０．４ｍｇ／Ｌ条
件下，四尾栅藻生长速率最快，藻峰值最大，分别达到０．１３６　７个／（Ｌ·ｄ）和２．９×１０８个／Ｌ。当Ｆｅ２＋
大于０．４ｍｇ／Ｌ时，抑制作用不明显，但增殖速率有所减缓。营养充足条件下，四尾栅藻生长曲线满
足ｙ＝Ａｌｎ（ｘ）＋Ｂ，Ａ、Ｂ系数随着初始Ｆｅ２＋浓度的不同而不同。
关键词　不同价态铁　四尾栅藻　机理　藻华
０　引言
近几十年，随着社会和经济的发展，江河湖海的
营养化日趋严重［１，２］。我国饮用水水源主要取自地
表水中的湖泊水和水库水，而湖泊水、水库水等水体
由于其本身具有能量、物质的半封闭半循环特点，富
营养化问题尤其严重，为藻华暴发提供了潜在的优
势条件［３］。
国内外对藻华的前期研究，主要致力于常量元素。
自从 Ｍａｒｔｉｎ提出铁假说后，以铁为代表的微量元素开
始成为研究热点［４～６］。正常状况下，藻细胞原生质的组
成应该是：Ｃ∶Ｎ∶Ｐ∶Ｆｅ＝１０６∶１６∶１∶０．５８，换而言
之，铁是藻类生长的必需微量元素之一。铁在水体中
有两种氧化还原价态（Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋），使其在水体中的化
学行为更加复杂，但现有研究成果很少涉及到铁的
形态和价态。Ｈｉｎｓｉｎｇｅｒ指出，只有以某些形态存在
的微量金属具有（水）迁移活性和对动植物吸收的生
物有效性［７］，而Ｆｅ２＋是活性最高的铁形态［８］，铁在
动物和高级植物方面的影响机理研究较深入［９～１２］。
四尾栅藻是我国南方水体的常见藻种，夏秋季节大
量繁殖，也是绿藻藻华的典型藻种。本文选取四尾
国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００９ＺＸ０７４２３－００４）；
广东省自然科学基金资助项目（９１５１００９００１００００４８）。
栅藻为研究代表藻种，研究不同价态铁对四尾栅藻
生长的影响及其机理，为进一步探索藻华暴发机理
和藻华治理提供理论基础。
１　 材料与方法
１．１　主要仪器和设备
Ｚ－２０００原子吸收分光光度计，株式会社日立
制作所；ＳＰＸ－２５０生化培养箱，上海悦丰仪器仪表
有限公司；ＢＫ５０００生物显微镜，重庆奥特光学仪器
有限责任公司；ＳＣ－３６１０低速离心机，安徽中佳科
学仪器有限公司；Ｔ６新世纪紫外可见分光光度计，
北京普析通用仪器有限责任公司；Ｆ９６ＰＲＯ荧光分
光光度计，上海棱光技术有限公司。
１．２　藻种
试验用四尾栅藻购自中国科学院武汉水生生物
研究所，编号为ＦＡＣＨＢ－１２９７，培养基为ＢＧ－１１。
１．３　试验方法
四尾栅藻试验前进行扩大培养，在对数增长期
时离心收集藻细胞（５　０００ｒ／ｍｉｎ，１５ｍｉｎ），用缺铁
ＢＧ－１１培养基饥饿培养２天，去除原培养基中残留
铁的影响。取饥饿培养后藻液接种到改良培养基中，
培养基控制初始总氮、总磷分别为２．５ｍｇ／Ｌ和０．１
ｍｇ／Ｌ，以氯化亚铁和三氯化铁作为Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋源，同
批次培养铁初始浓度分别为０．２ｍｇ／Ｌ、０．４ｍｇ／Ｌ、
DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2014.01.012
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０．５ｍｇ／Ｌ、０．７ｍｇ／Ｌ的四尾栅藻，所有营养物质一次
加入，试验周期内不再补充。控制接种生物量约为
１×１０５ 个／Ｌ，光照强度为２　０００ｌｘ，温度为２５℃，光
暗时间比为１２∶１２，每天定时摇晃锥形瓶２～３次，
减少器壁效应，并变换位置，以减少光照影响。
１．４　测试方法
取一定量四尾栅藻藻液，按不同倍数稀释后，分
别测定其在６５０ｎｍ处的吸光度值（Ａ６５０）。另从稀
释后的藻液中取０．５ｍＬ滴入载玻片上，染色固定
后，在显微镜下计数，同步做３个平行样。生物量用
３个平行样的平均值表示，做四尾栅藻生物量（Ｎ）
与吸光度（Ａ６５０）的标准曲线如式（１）所示。试验期
间，每天９：００定时用分光光度法检测藻生物量，再
根据生物量与吸光度关系换算出生物量。
Ｎ ＝２．００８　８×１０４　Ａ６５０－３０．０７４
Ｒ２＝０．９９９　４ （１）
式中Ｎ———四尾栅藻生物量，个／Ｌ；
Ａ６５０———６５０ｎｍ处四尾栅藻的吸光度值，Ａｂｓ。
比增长速率按下式计算［１３］：
μ＝（ｌｎＮ２－ｌｎＮ１）／（ｔ２－ｔ１） （２）
式中μ———比增长速率，ｄ
－１；
ｔ１、ｔ２———培养时间，ｄ；
Ｎ１、Ｎ２———ｔ１、ｔ２ 时的藻生物量。
２　结果与分析
２．１　Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋的对比分析
铁在水环境中变化迅速，对动植物的作用非常
复杂，是某些酶的辅助因子［１４］，在活性氧化剂的解
毒过程中起着重要作用，参与藻的系列新陈代谢过
程。通过设计试验，考察铁的不同价态对四尾栅藻
生长的影响如图１所示。
从图１中可以看出，培养周期的前８天，四尾栅藻
处在适应期，Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋各组的生物量都有所增加，但
差异不明显；第８天后，不同价态铁对四尾栅藻生长的
差异开始显现，各Ｆｅ２＋组曲线变陡，生长速率增大，而
Ｆｅ３＋组曲线斜率仍然平缓，生长速率区别不大；第１５天
后，Ｆｅ３＋组生长速率缓慢增大，但Ｆｅ２＋组的生长速率明
显大于Ｆｅ３＋组，且同组别之间浓度的差异开始表现，培
养周期越长，差异越明显。整个试验周期内，所有Ｆｅ２＋
组比同期Ｆｅ３＋组生物量大，Ｆｅ３＋组生长曲线缓慢，藻
峰值不明显，约为２．５×１０７个／Ｌ（０．５ｍｇ／Ｌ）；而Ｆｅ２＋组
图１　不同价态铁对四尾栅藻的生长曲线
从第９天开始，曲线斜率变陡，生长速率增大，藻峰值
约为３×１０８个／Ｌ（０．４ｍｇ／Ｌ）。
铁的不同价态影响机理可尝试做如下探讨：
①藻细胞对营养物质的吸收利用主要通过浓度扩散
和膜蛋白转运，而细胞膜存在一种二价金属离子转
运蛋白（ｄｉｖａｌｅｎｔ　ｍｅｔａｌ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　１，ＤＭＴ１），已有研
究提出铁与该蛋白有两个结合位点，结合与释放能
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力受各种因素影响，价态的差异可能是因素之一。
Ｆｅ２＋作为一种典型的二价金属离子，可以直接被膜
蛋白转运，是一种 Ｈ＋依赖的主动转运过程，同时随
着铁的转运，水体 Ｈ＋降低，碱性增强。因此提出，
Ｆｅ２＋是藻类能直接吸收利用的一种铁形态，在培养
中，Ｆｅ２＋培养组能直接吸收利用培养基中的游离态
Ｆｅ２＋，对培养基中的游离态Ｆｅ２＋吸收效果好，藻类
较早地进入对数增长期，藻峰值较高。在对四尾栅
藻增殖的影响促进时效上，Ｆｅ２＋早于Ｆｅ３＋；②对于
Ｆｅ３＋，藻对Ｆｅ３＋的吸收分成铁置换和蛋白转运两部
分（见２．３节）。只有少部分Ｆｅ３＋能通过Ｓ置换进
入细胞内。大多数Ｆｅ３＋需要经过光诱导还原、微生
物还原等一系列生化反应作用，还原成Ｆｅ２＋才能转
运进入藻细胞，为四尾栅藻吸收利用。而Ｆｅ３＋在水
中的存在形式非常复杂，且可以相互转化，还原作用
受微生物本身及周边环境影响，只有少量Ｆｅ３＋被还
原成Ｆｅ２＋为四尾栅藻吸收利用。
根据以上分析，可认为在相同的水中游离态浓
度下，Ｆｅ２＋对四尾栅藻的影响要大于Ｆｅ３＋，表现为
藻峰值较高，增殖速度快，在促进时效上 Ｆｅ２＋ 优
于Ｆｅ３＋。
２．２　Ｆｅ２＋的浓度影响分析
有研究表明：不同藻种对铁的最适生长浓度存
在差异，铁的浓度在０．０５～０．５ｍｇ／Ｌ都能促进四尾
栅藻的生长［１５］。铁作为一种必需微量元素，作用规
律遵循“生物剂量—反应”关系。进一步考察０．２～
０．７ｍｇ／Ｌ内，不同初始Ｆｅ２＋浓度对四尾栅藻生长的
影响，如图２所示。
由图２可知，培养周期的前８天，各不同浓度
组的生长曲线比较接近，这是由于在培养周期前
图２　不同初始Ｆｅ２＋浓度对四尾栅藻的生长影响
期，四尾栅藻处于适应期，不同浓度组别之间的差
异不明显。第８天之后，差异开始显现，０．２ｍｇ／Ｌ
和０．４ｍｇ／Ｌ组生物量略大于０．５ｍｇ／Ｌ和０．７ｍｇ／Ｌ
组；初始Ｆｅ２＋分别为０．２ｍｇ／Ｌ和０．４ｍｇ／Ｌ时，培养
开始至第２４天生长曲线类似，第２４天后生物量开始
出现明显差异，０．４ｍｇ／Ｌ生物量大于０．２ｍｇ／Ｌ；初
始Ｆｅ２＋分别为０．５ｍｇ／Ｌ和０．７ｍｇ／Ｌ时，培养开始
至第３６天生长曲线类似，第３６天后生物量开始出现
差异，但结果不显著。
将不同初始Ｆｅ２＋浓度下四尾栅藻的平均增长
速率和藻峰值进行横向对比，见图３。由图３可知，
随着初始Ｆｅ２＋浓度的增大，藻峰值整体趋势是先增
大后减小，峰值出现在初始Ｆｅ２＋浓度为０．４ｍｇ／Ｌ
附近，０．５ｍｇ／Ｌ后，藻峰值略有增大；平均增长速率
曲线与藻峰值曲线类似，整体趋势也是先增大后减
小，变化幅度略有不同，初始Ｆｅ２＋浓度为０．４ｍｇ／Ｌ
时，平均增长速率最大。
图３　不同初始Ｆｅ２＋浓度下四尾栅藻的平均增长速率和藻峰值
结合图２和图３可以看出，０．４ｍｇ／Ｌ是四尾栅
藻的最适铁生长浓度，对四尾栅藻的生长具有最强
的促进作用。
分析其原因：①氮磷营养盐充足的情况下，当铁
的浓度超过最适生长浓度一定范围时，由于四尾栅
藻具有合成金属结核蛋白（线粒体铁蛋白）的能力，
一部分过量铁储存在铁蛋白中作为铁库供后续生长
使用。所以四尾栅藻的平均生长速率迅速下降，藻
峰值减少，但没有表现出抑制作用；②当浓度进一步
增大时，超过铁库容量，抑制作用明显出现，这是因
为较高浓度金属离子在一定条件下存在毒性，主要
表现为两方面：一方面金属与蛋白酶直接结合，抑制
酶活性，使其功能减弱或丧失；另一方面过量Ｆｅ２＋
可导致催化产生自由基羟基，进而导致机体过氧化、
１１８　 给水排水　Ｖｏｌ．４０　Ｎｏ．１　２０１４
蛋白质过氧化和ＤＮＡ突变，并进一步导致细胞分
化和死亡，或者直接影响到其他营养物质的吸收。
有研究提到，藻细胞中 ＡＴＰ水平随着金属离子浓
度的增加而下降，说明金属离子的存在会导致藻细
胞内能量代谢的变化。作者认为金属离子对藻类产
生影响的机理可能是：高浓度金属离子的存在，打破
了生物最佳的各种营养元素生物可利用性的平衡，
比例失调，导致藻增殖受到抑制。
２．３　Ｆｅ２＋的利用机理分析
参照Ｆｒａｎｋｌｉｎ分离法［１６］，选取０．４ｍｇ／Ｌ　Ｆｅ２＋
组将体系中的Ｆｅ分为胞外溶解态、胞内吸收态和胞
外膜吸附态，各种形态铁与生物量关系见图４。由
图４可知，随着培养周期的增长，在第１３天左右进
入对数增长期，藻生物量急剧增加，由１×１０５个／Ｌ
增长到约２．５×１０８个／Ｌ。相对应的，胞外溶解铁浓
度在培养周期前期急剧减少，后期减少趋势稍有缓
和，由０．３７１　２ｍｇ／Ｌ下降到０．０６０　８ｍｇ／Ｌ；胞外吸
附铁浓度随培养周期的增长逐渐增大，到第１２天
时，浓度基本保持不变，在０．１４ｍｇ／Ｌ附近波动，变
化幅度不大；胞内吸收铁浓度变化与生物量变化曲
线基本类似，整个培养周期保持增加趋势，只是变化
幅度略有差异。整个培养周期，铁总量基本保持不
变，约为０．４３ｍｇ／Ｌ。
图４　不同形态铁与生物量关系
可尝试做如下解释：①培养周期前期，四尾栅藻
处于一个“铁饥饿”状态，随着Ｆｅ２＋的加入，铁源充
足，藻类吸收胞外溶解态铁参与自身新陈代谢，导致
溶解态铁始终处于下降趋势，直至消耗殆尽；②二价
金属离子转运蛋白位于细胞膜位置，吸收的溶解态
铁必须经过其转运作用才能进入体内供细胞使用，
培养周期前期，转运蛋白与铁离子的结合位点较充
裕，溶解态铁可以顺利通过蛋白的转运作用进入体
内，由于转运蛋白数量的限制，随着铁离子结合位点
的饱和，胞外吸附与胞内吸收铁达到一个动态平衡，
即胞外吸附铁浓度增加到一定浓度后，保持稳定。
后续对铁的吸收，逐渐以铁置换作用为主；③随着
培养周期的增长，胞内吸收铁浓度随生物量的增
加而增加，体现出良好的增长一致性；④在整个培
养周期，根据物料守恒原理，三种形态铁浓度总和
基本保持不变，由于前期试验藻种的饥饿培养无
法消除胞外吸附与胞内吸收铁的影响，导致铁总
量略大于０．４ｍｇ／Ｌ。
在此基础上，进一步尝试修正Ｓｈａｋｅｄ等人的
铁吸收模型（见图５）［１７］，结果如图６所示。藻对铁
的利用主要包括铁置换和蛋白转运两个过程。铁
置换过程是以Ｓ为中心，与外界铁配合物发生置
换反应，结合生成ＦｅＳ，经过特殊通道将铁运输到
细胞内。蛋白转运可以进一步分为Ｆｅ３＋ 还原和
Ｆｅ２＋转运两个步骤：不同形态的铁经过还原酶的
生化作用、化学还原反应等作用还原成Ｆｅ２＋，借助
二价金属离子转运蛋白转运到胞内供细胞使用。
当水中存在Ｆｅ２＋时，以蛋白转运为主要吸收路线，
当Ｆｅ２＋胞外吸收稳定后，以铁置换作用为主要吸
收路线。
图５　Ｓｈａｋｅｄ铁吸收模型示意
图６　铁吸收模型修正示意
２．４　四尾栅藻的生长模型型式
在藻华监测中，能否准确建立预测模型是试验
的关键。本试验在氮磷营养盐、微量元素铁（Ｆｅ２＋）
充足情况下，以培养时间为横坐标，生物量的对数为
纵坐标模拟四尾栅藻的生长曲线，见图７。
拟合曲线如下：
Ｆｅ２＋０．２ｍｇ／Ｌ　ｙ＝０．６６０　２ｌｎ（ｘ）＋０．５６３　７
Ｒ２＝０．９６４　２ （３）
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图７　四尾栅藻模拟生长曲线
Ｆｅ２＋０．４ｍｇ／Ｌ　ｙ＝０．７２４　３ｌｎ（ｘ）＋０．４３８　４
Ｒ２＝０．９６５　２ （４）
Ｆｅ２＋０．５ｍｇ／Ｌ　ｙ＝０．５１６　５ｌｎ（ｘ）＋０．８２０　４
Ｒ２＝０．９９０　５ （５）
Ｆｅ２＋０．７ｍｇ／Ｌ　ｙ＝０．５０９　２ｌｎ（ｘ）＋０．８９３　４
Ｒ２＝０．９６６　８ （６）
由上可知，四尾栅藻在营养充足的情况下，其生
长曲线满足：ｙ＝Ａｌｎ（ｘ）＋Ｂ。Ａ、Ｂ 系数的不同反
映了初始Ｆｅ２＋培养浓度的差异，当初始Ｆｅ２＋浓度越
趋近四尾栅藻的最适生长浓度，Ａ越大。由图７可
知：模拟曲线的初始斜率大于１，后由陡变缓。这说
明培养周期前期，四尾栅藻的增长速率较大，处在对
数增长期。当达到稳定期时，增值速率减小，藻生物
量趋于稳定，对应图７中的４０ｄ后曲线段。
３　结论
（１）四尾栅藻对于铁的吸收利用主要包括蛋白
转运和铁置换两个过程，对于Ｆｅ２＋的吸收利用以蛋
白转运为主，通过修正Ｓｈａｋｅｄ铁吸收模型，蛋白转
运进一步分为Ｆｅ３＋还原和Ｆｅ２＋转运两个步骤。
（２）铁的不同价态对四尾栅藻的生长影响差异
明显，Ｆｅ２＋较之Ｆｅ３＋表现出更强的藻利用时效，同
样的游离态浓度下，藻增殖速度快，藻峰值更高。四
尾栅藻倾向于优先吸收Ｆｅ２＋。
（３）四尾栅藻的生长环境存在一个最佳的Ｆｅ２＋
浓度范围。在初始Ｆｅ２＋浓度为０．４ｍｇ／Ｌ条件下，
四尾栅藻生长速率最快，藻峰值最大，分别达到
０．１３６　７个／（Ｌ·ｄ）和２．９×１０８个／Ｌ。当浓度大于
０．４ｍｇ／Ｌ时，没有表现出明显的抑制作用，但增殖
速率有所减缓。
（４）常量营养充足条件下，四尾栅藻生长曲线
满足ｙ＝Ａｌｎ（ｘ）＋Ｂ。Ａ、Ｂ系数随着初始Ｆｅ２＋浓度
的不同而不同。
参考文献
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社，２００５
２　王志红，陈仕光．天然水体典型微量元素对藻华生物的激励影
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３　刘静．Ｆｅ３＋对富营养化水体中三种常见淡水藻类生长的影响：
［学位论文］．扬州：扬州大学，２００８．５～６
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５　Ｏｕ　Ｍ　Ｍ，Ｗａｎｇ　Ｙ，Ｚｈｏｕ　Ｂ　Ｘ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｉｒｏｎ　ａｎｄ　ｐｈｏｓ－
ｐｈｏｒｕｓ　ｏｎ　ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｎ－
ｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００６，１９（５）：３９９～４０４
６　Ｐｈｉｌｉｐ　Ｂｏｙｄ．Ｉｒｏｎｉｎｇ　ｏｕｔ　ａｌｇａｌ　ｉｓｓｕｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｕｔｈｅｒｎ　ｏｃｅａｎ．Ｏｃｅａｎ
Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，３０４（５６６９）：３９６～３９７
７　Ｈｉｎｓｉｎｇｅｒ　Ｐ．Ｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｒａｃｅ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ａｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｒｏｏｔ－
ｉｎｄｕｃｅｄ　ｃｈｍｉｃａｌ　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｅｘ－
ｔｅｎｄｅｄ　ａｂｓｔｒａｃｔｓ　ｏｆ　５ｔｈｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｉｏｇｅｏ－
ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｏｆ　ｔｒａｃｅ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ，Ｖｉｅｎｎａ，Ａｕｓｔｒｉａ，１９９９．１５２～１５３
书１２０　 给水排水　Ｖｏｌ．４０　Ｎｏ．１　２０１４
臭氧—平板陶瓷膜新型净水工艺中试研究
张锡辉１　范小江１　韦德权１　盛德洋２　张建国２　野口宽３
（１清华大学深圳研究生院环境工程与管理研究中心，深圳　５１８０５５；２东莞市东江水务有限公司，东莞　５２３０００；
３明电舍株式会社，东京　１４１　８６１６）
　　摘要　为应对饮用水源受到的有机物和氨氮的复合污染，对混凝—臭氧／陶瓷膜—活性炭池新
型净水工艺进行中试研究。结果表明，臭氧可以在线控制膜污染，臭氧投加量２ｍｇ／Ｌ，间歇提高臭
氧投加量至５ｍｇ／Ｌ时，陶瓷膜跨膜压差在通量１００Ｌ／（ｍ２·ｈ）下运行５ｄ后增长小于２ｋＰａ。臭氧
促进了陶瓷膜对颗粒物的去除，投加臭氧时膜出水中大于２μｍ粒径的颗粒数低于１０个／ｍＬ。新
型净水工艺能有效去除受污染原水中的有机物和氨氮，工艺对 ＵＶ２５４的去除率为６５％～９５％，
ＣＯＤＭｎ去除率为７１％～９８％，出水ＣＯＤＭｎ低于０．５ｍｇ／Ｌ；原水氨氮＜３．５ｍｇ／Ｌ时，工艺出水氨氮
＜０．１ｍｇ／Ｌ，且无亚硝态氮积累，氨氮基本转化为硝态氮。此外，新型净水工艺对卤乙酸生成势的
去除率高于８５％，大大提高了工艺出水的安全性。实现了传统工艺与深度处理工艺的叠加集成，对
水厂升级改造具有重要意义。
关键词　臭氧　陶瓷膜　膜污染　氨氮　卤乙酸生成势
０　前言
超滤膜孔径为１～１００ｎｍ，其能有效去除水中
的浊度和病原微生物，具有占地面积小、出水水质稳
定、容易实现自动化运行等优点［１］。随着膜质量的提
高和成本的降低，膜技术开始广泛应用于新水厂建设
和旧水厂升级改造，被认为是我国给水处理领域的新
一代技术［２］。但膜技术在应用中也面临一些问题，我
国很多地方饮用水源污染严重且成分复杂，而单独的
膜过滤对溶解性有机物、臭味物质、氨氮的处理效率
较低［３］，需要与预氧化、臭氧活性炭等工艺组合使用
才能使出水水质达到要求。然而，现有的膜材料以
聚氯乙烯和聚偏氟乙烯等聚合有机物为主，氧化
剂的使用会严重降低膜的寿命。因此，在实际应
用中氧化和膜工艺只能分置，从而使处理工艺延
长，投资和运行成本大幅上升，膜技术的优势未能
显现
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
。
８　邢伟，李敦海，沈银武，等．滇池控藻围隔中水生植物和浮游藻类
对不同形态铁浓度的影响．农业环境科学学报，２００６，２５（６）：
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的应用．山西大学学报（自然科学版），２０１２，３５（２）：２８５～２９２
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与应用生物学，２０１０，２９（６）：１１５２～１１５８
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结构和功能研究进展．生物工程学报，２０１０，２６（６）：７１５～７２５
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科学与技术，２００９，３２（１）：８４～８９
１３　刘静，盛海君，徐轶群，等．铁对四尾栅藻生长的影响．环境污染
与防治，２００８，３０（８）：６１～６４
１４　王文雄．微量金属生态毒理学和生物地球化学．北京：科学出版
社，２０１１
１５　Ｗｅｎｇ　Ｈ　Ｘ，Ｓｕｎ　Ｘ　Ｗ，Ｃｈｅｎ　Ｊ　Ｆ．Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ
ｉｒｏｎ－ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｔ　ａｌｇａｌ　ｂｌｏｏｍ　ｉｎ　ｔｈｅ
Ｐｅａｒｌ　Ｒｉｖｅｒ　Ｅｓｔｕａｒｙ．Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ（Ｅａｒｔｈ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ），２００７，５０
（３）：４５３～４６１
１６　Ｆｒａｎｋｌｉｎ　Ｎ　Ｍ，Ｓｔａｕｂｅｒ　Ｊ　Ｌ，Ｍａｔｋｉｃｈ　Ｓ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．ｐＨ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ
ｔｏｘｉｃｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｐｐｅｒ　ａｎｄ　ｕｒａｎｉｕｍｔｏ　ａ　ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ　ａｌｇａ
（Ｃｈｌｏｒｅｌａｓｐ）．Ａｑｕａｔｉｃ　Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ，２０００，４８：２７５～２８９
１７　Ｓｈａｋｅｄ　Ｙ，Ｋｕｓｔｋａ　Ａ　Ｂ，Ｍｏｒｅｌ　Ｆ　Ｍ　Ｍ．Ａ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｋｉｎｅｔｉｃ　ｍｏｄ－
ｅｌ　ｆｏｒ　ｉｒｏｎ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｂｙ　ｅｕｋａｒｙｏｔｉｃ　ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ．Ｌｉｍｎｏｌ
Ｏｃｅａｎｏｇｒ，２００５，（５０）：８７２～８８２
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收稿日期：２０１３－０１－１８