全 文 ：第 28卷第 3期
2008年 6月
林　产　化　学　与　工　业
ChemistryandIndustryofForestProducts
Vol.28 No.3
June2008
辣木种仁净水效果研究
　　收稿日期:2007-07-25
　　基金项目:林业公益性行业专项项目(200704007);“十一五 ”国家科技支撑计划项目(2006BAD18B04)
　　作者简介:段琼芬(1954-),女 ,副研究员 ,从事天然产物加工利用研究;E-mail:qiongfend@163.com
　＊通讯作者:安鑫南 ,男 ,教授 ,博导 ,从事林产化学加工工程的研究;E-mail:anxinnan@nifu.com.cn。
DUANQiong-fen　　
段琼芬1, 2 , 马李一 2 , 李珍贵3 , 张重权 2 ,
王有琼2 , 甘 瑾 2 , 郑 华2 , 安鑫南 1＊
(1.南京林业大学化学工程学院 , 江苏 南京 210037;
2.中国林业科学研究院资源昆虫研究所 , 云南 昆明 650224;
3.大理学院生化学院 , 云南 大理 671300 )
摘　要:　通过辣木种仁净水剂与常用化学净水剂净水效果比较研究 , 表明辣木种仁净水剂有很好的净水效果 , 净水效
率与聚合氯化铝相当 , 能使水的混浊度降到世界卫生组织饮用水标准以下(浊度≤ 5FTU), 可作为化学净水剂的替代品
使用;辣木种仁和辣木油渣都可作为净水剂使用 , 二者净水效果差异不显著 ,从净水成本和综合利用考虑 ,选用辣木油渣
作为混水净水剂更加经济合理;当混水浊度为 150.6FTU时 ,辣木油渣净水的最佳剂量为每升混水中加入 0.2g辣木油
渣粉。
关键词:　浊度;净水剂;辣木
中图分类号:TQ91　　　　　　文献标识码:A　　　　　　文章编号:0253-2417(2008)03-0071-04
WaterPurificationEfectofMoringaoleiferaLam.SeedsasCoagulant
DUANQiong-fen1, 2 , MALi-yi2 , LIZhen-gui3 , ZHANGZhong-quan2 ,
WANGYou-qiong2 , GANJin2 , ZHENGHua2 , ANXin-nan1
(1.CollegeofChemicalEngineering, NanjingUniversityofForestry, Nanjing210037, China;
2.ResearchInstituteofResourceInsects, CAF, Kunming650224, China;
3.FacultyofBiochemistry, DaliColege, Dali671300, China)
Abstract:AcomparativestudyofMoringaoleiferaLam.seedsandchemicalsascoagulantdemonstratedthatM.oleiferaseeds
wasefectiveinpurifyingwater, theefectwassimilartopolyaluminiumchloride.Asanatural, safecoagulant, M.oleiferaseeds
wasabletoreduceturbidityofwatertobelowtheWorldHealthOrganization′sguidelinevalueof≤5FTUfordrinkingwater, so
itcanbeusedtosubstitutethechemicalcoagulantsinwatertreatment.BothM.oleiferaseedsandtheoilcakecanremoveturbi-
ditiesofwater, therewasnoobviousdiferenceintermsoftheirefectandthusbothcanbeusedforwaterpurification.Incon-
cernofthecostandcomprehensiveuseoftheseeds, theoilcakewasmoreeconomicandreasonable.Whentheturbidityofwater
was150.6FTU, theoptimaldosageofM.oleiferaseedsforwaterpurificationwas0.2gseedsper1Lwater.
Keywords:turbidity;waterpurificationagent;MoringaoleiferaLam.
辣木(MoringaoleiferaLam.)为辣木科辣木属植物 ,是一种具有独特经济价值的热带植物 ,西方科
学家赞誉为神奇之树 。世界上已知 14种品种 ,其中研究和利用最多的是生长快 、分布广的 M.oleifera
这一品种。辣木全株是宝 ,辣木叶 、种子营养极为丰富 ,富含维生素 、蛋白质及钙 、铁 、钾等矿物质[ 1] 。
辣木是重要的油料植物 ,种子含油 35% 左右 ,具有良好的芳香固着性和极佳的氧化稳定性 ,耐贮放不
易腐败 ,是优良的食用油 ,比橄榄油更有益于人体健康 [ 2] 。同时 ,辣木种子中含有极好絮凝特性的活性
成分[ 3] ,据报道其种子水提物能明显降低混水的混浊度及混水中细菌含量[ 4] 。在非洲辣木种仁粉作为
天然净水剂已有很长的历史[ 5] 。铝盐作为世界上水处理使用最为广泛的一种化学絮凝剂 ,其絮凝效果
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好 ,但同时也存在显著的缺陷 ,主要是经过铝盐处理后的水中 ,铝离子的残留会导致人类许多键康问题
的产生 。如影响老年健康最为常见的阿兹海默病(AD)就与铝离子有关 [ 6] 。有机高分子聚合物如聚丙
烯酰胺(PAM)作为絮凝剂使用 ,虽有一定的絮凝效果 ,但也存在 PAM单体的残留对人体同样会造成影
响 [ 7] 。为此 ,寻找一种对人类和环境安全 、无毒 、环保的天然絮凝剂来替代化学絮凝剂显得十分迫切和
必要。作者利用国产辣木种仁对混水的净化功能进行了研究 。
1　材料与方法
1.1　试验材料
辣木种子:中国林业科学研究院资源昆虫研究所元江实验站提供。
辣木种仁:去壳后的辣木种子 ,粉碎成 0.5mm(100目)颗粒得辣木种仁粉 。
辣木油渣:辣木种仁提油后的残渣 ,简称辣木油渣 ,粉碎成 0.5mm(100目)颗粒得辣木油渣粉。中
国林业科学研究院资源昆虫研究所元江实验站提供 。
红土:取自云南昆明刘家营山。
明矾(KAl(SO4)2· 12H2O)(分析纯)、聚合 AlCl3(工业纯), 均购于昆明当地化学品试剂公司。
1.2　仪器设备
ElectronicStirrer2008电子摇床 、 GDS-3C型散射光浊度仪 、 VL-3000粉碎机 、 BP-Ⅱ型药物天平。
1.3　试验方法
1.3.1　混水样制备　取当地土样 100g,在 105℃条件下放入烘箱中烘干 ,冷却至室温 ,研磨成 0.1mm
粒径 ,称取 2.0g土样置于蒸发皿中加水浸润 , 2天后加水 1 000mL, 用电子摇床搅拌均匀 ,静置 2h
后 ,把上层混水液全部转入 1 000mL容量瓶中定容备用。
1.3.2　辣木净水功能的试验　辣木种仁粉 ,作为净水剂原料。选用聚合氯化铝 、明矾等常用净水剂与
辣木净水剂进行净水效果比较 ,确定其净水功能。分别称取 15.00mg辣木种仁粉 、明矾 、聚合 AlCl3 ,置
于 200mL烧杯中 ,加入 100mL配制好混水样 ,用电子摇床搅拌 5min,转速 500r/min,静置 5min后测
定混水的浊度 ,每隔 30min测定一次 ,同时以未加任何净水剂的混水样为对照。
1.3.3　辣木种仁与辣木油渣净水功能的比较　分别称取 15.00mg辣木种仁粉和辣木油渣粉 ,置于
200mL烧杯中 ,加入 100mL配制好混水样 ,用电子摇床搅拌 5min,转速 500r/min,静置 30min后测定
混水的浊度 ,每隔 60min测定一次 ,同时以未加任何净水剂的混水样为对照。
1.3.4　辣木净水最佳剂量研究　在放有 100mL混水样:0#、 1#、 2#、 3#和 4#的 5个 200mL的烧杯中 ,分
别加入辣木油渣粉 0、 10、 20、 30和 40mg。同时用电子摇床搅拌 5min,转速 500r/min,静置 30min后
测定混水的浊度 ,每隔 60min测定一次 。
2　结果与分析
2.1　辣木种仁净水功能试验结果
混水样品浊度初始值为 205.4FTU,加入不同净水剂后 ,通过搅拌 、静置 , 30min后开始测定混水的
浊度 ,每隔 60min测定一次 ,混水浊度测定数据记录于表 1中。
表 1　辣木种仁与化学净水剂净水效果比较
Table1　ComparisionofpurificationefficacyofM.oleiferaseedsandchemicalagents
净水剂　
waterpurificationagents　
混水样品浊度 turbidityofwatersamples/FTU
30min 90min 150min 210min 270min 330min
聚合氯化铝 polyaluminumchloride 68.2 29.8 10.7 5.0 2.4 0.6
明矾 alum 120.5 84.2 40.6 15.2 7.4 4.9
辣木种仁粉 M.oleiferaseedpowder 84.6 38.5 14.9 9.2 4.7 2.2
对照 contrast 160.8 134.5 110.2 95.6 82.7 74.4
辣木种仁中含有净水作用的活性成分 ,在非洲许多国家长期以来一直作为天然净水剂在使用。其
第 3期 段琼芬 , 等:辣木种仁净水效果研究 73　
中的活性物质多数报道认为主要是相对分子质量(Mr)7 000 ～ 13 000的阳离子多肽和 Mr更小(3 000)
的非蛋白质活性化合物[ 8-9] 。其净水的作用原理主要是通过对混水中负电性微粒(泥沙 、黏土 、细菌等)
电性中和以及吸附作用凝结成絮状微粒 ,然后通过重力沉淀或者过滤除去。
在世界卫生组织饮用水标准中 ,饮用水的浊度要求 ≤ 5FTU。从表 1中数据可以看出 ,前 2h3种
净水剂的净水效果相当明显 ,混水样品浊度值下降较快 ,从 205.4FTU下降至 10多个 FTU,但以后混水
的浊度值下降要慢一些 ,从 10多个 FTU下降至 5个 FTU以下 ,需再经过 2h左右 。其中净水剂聚合氯
化铝效果最好 , 3.5h左右达到国家饮用水标准;辣木种仁粉次之 ,需 4h左右;而明矾需 5.5h以上;而
此时对照混水样品的浊度值还高达 74FTU以上 ,从外观看混浊度还相当高。由此可见 ,聚合氯化铝和
辣木种仁粉净水效果相当 ,都比明矾效果好 , 4 ～ 5h能达到国标饮用水标准 。可以说辣木种仁净水剂基
本可以取代化学净水剂在混水净化方面的使用 。
2.2　辣木种仁与辣木油渣净水功能的比较
辣木种仁含有丰富的油脂 ,成熟的辣木种仁含 38% ～ 40%的非干性油 ,含有 76%的单不饱和脂
肪酸 ,主要是油酸 。另外 ,辣木种仁油中还含有天然的抗氧化物质 ,这使辣木种仁油具有非常稳定 ,不易
腐败的特性 ,所以 ,具有非常广泛的用途。由于辣木种仁的主要净水成分是一些低分子水溶性物质 ,辣
木种仁提油后其净水成分还应该保留在油渣中 ,因此 ,作者对辣木种仁与辣木油渣的净水功能进行了比
较 。
混水样品浊度初始值为 195.4FTU,加入不同净水剂后 ,通过搅拌 、静置 , 30min后开始用测定混水
的浊度 ,每隔 60min测定一次 ,混水浊度测定数据记录于表 2中 。
表 2　辣木种仁与辣木油渣净水效果比较
Table2　ComparisonofpurificationefficacyofM.oleiferaseedskernelandtheoilcake
净水剂　
waterpurificationagents　
混水样品浊度 turbidityofwatersamples/FTU
30min 90min 150min 210min 270min 330min
辣木油渣粉 M.oleiferaoilcakepowder 82.5 44.8 12.5 7.2 4.6 1.9
辣木种仁粉 M.oleiferaseedpowder 86.4 33.6 15.3 8.6 4.5 2.1
对照 contrast 152.3 130.5 104.6 82.4 71.9 65.8
从表 2数据看出 ,辣木油渣和辣木种仁净水效果趋势基本一致 ,混水样高浊度时浊度值下降较快 ,
低浊度时下降较慢 ,表明两种净水剂对高浊度混水的作用效果更好一些 ,达到国家饮用水标准在 4 ～ 5h
左右;此时对照混水样品的浊度值在 70FTU以上。说明无论用辣木油渣或是用辣木种仁作净水剂 ,其
净水效果都相当不错 ,两者之间没有差异 ,可以任选其一作为混水净剂使用 。由于辣木油有很高的利用
价值 ,因此 ,首先要进行辣木油开发 ,然后利用辣木种仁提油后的剩余物作为混水净水剂 ,这样 ,既解决
了辣木种仁提油后大量剩余物的处理问题 ,也可以大大降低混水的净化成本 。
2.3　辣木油渣净水最佳剂量研究
本次试验使用辣木油渣粉作为净水剂 。混水样品浊度初始值为 150.6FTU,通过搅拌 、静置 ,
30 min后开始用 GDS-3C型散射光浊度测定仪测定混水的浊度 ,每隔 60min测定一次 ,混水浊度数据
记录于表 3中。
表 3　不同辣木油渣粉加入量对混水样品浊度影响的测定结果
Table3　TurbiditymeasurementresultsofwatersampleswithdifferentdosesofM.oleiferaoilcake
编号
No.
辣木油渣粉加入量 /(g·L-1)
doseofM.oleiferaoilcakepowder
混水样品浊度 turbidityofwatersamples/FTU
30min 90min 150min 210min 270min 330min 390min
0# 0.0 110.1 98.1 85.7 80.2 65.4 53.2 52.8
1# 0.1 55.8 41.3 24.5 12.6 8.5 6.0 5.0
2# 0.2 51.2 26.5 12.5 6.8 4.5 3.0 1.5
3# 0.3 41.8 25.5 16.4 8.8 5.5 4.0 3.5
4# 0.4 37.1 25.5 15.5 8.5 5.6 3.9 3.2
从表 3中数据结果看 , 开始 2h内 , 辣木油渣加入量越大 , 净水效果越明显 , 但 2h以后 , 2#
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(0.2g/L)的效果突出 ,静置 4h以后达到饮用水标准(浊度 <5FTU), 3#(0.3 g/L)和 4#(0.4g/L)静
置 6h以后达到饮用水标准 ,而 1#(0.1g/ L)静置 7h以后才达到饮用水标准。相比较对照(0#)混水的
浊度远远高于加入净水剂的样品。说明加入的净水剂的量并非越高越好 ,也不是越低越好 ,而是有一个
相对合理的值。因此 ,辣木净水剂的最佳剂量为 2#(0.2g/L),即每升混水加入 0.2g辣木油渣净水效
果最好 。关于随着辣木油渣加入量增加 ,净水效果反而不好 ,这可能是因为 ,辣木油渣在水中浸泡一段
时间以后 ,其中的有机物大量溶解而出 ,加入的辣木油渣数量越多 ,溶解出的有机物也越多 ,这不仅影响
混水浊度的降低速率 ,同时也会增加水体中 COD值。这一问题有待于在今后的研究中进一步解决 。
3　结 论
3.1　通过辣木净水剂与两种常用化学净水剂净水效果比较 , 3种净水剂总体效果:聚合氯化铝 >辣木
种仁粉 >明矾 ,但聚合氯化铝与辣木种仁粉的净水效果差异不大 ,辣木种仁粉净水剂基本可以取代化学
净水剂在混水净化方面的使用 。
3.2　辣木油渣和辣木种仁粉作为净水剂 ,其净水效果都相当不错 ,两者之间没有差异 ,可以任选其一作
为混水净水剂使用。
3.3　当混水浊度为 150.6FTU时 ,辣木种仁净水剂的最佳剂量为每升混水加入 0.2g辣木油渣粉 。
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