全 文 ： 第３５卷 第２期
２０１２年２月
合肥 工 业 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＥＦＥＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．２
Ｆｅｂ．２０１２
收稿日期：２０１１－０７－１０；修回日期：２０１１－１０－１１
基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项资助项目（０８ＺＸ０７１０１－００５）；国家科委重点资助项目 （０５ｂａ９０８ｂ２３）；上海市科委
重大资助项目（０５ｄｚ０５８２３；０８ｄｚ１９００４０８）和上海市重点学科建设资助项目（Ｙ１１０１；Ｓ３０７０１７）
作者简介：张饮江（１９６１－），男，上海市人，上海海洋大学教授，硕士生导师．
Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－５０６０．２０１２．０２．０２８
天然植物辣木籽对水体净化作用的研究
张饮江， 王 聪， 刘晓培， 董 悦， 李 岩， 文晓峰， 马海峰
（上海海洋大学 水域环境生态上海高校工程研究中心，上海 ２０１３０６）
摘 要：文章对辣木籽天然净水剂与常用化学净水剂明矾、聚合氯化铝等净水效果进行比较研究，结果表明：
辣木籽有较明显的净水效果，净水效率与聚合氯化铝相当；确定辣木籽净水最佳剂量为１００ｍｇ／Ｌ；辣木籽粗
提取液有良好净水效果，但水体中有机物含量有所增加；利用不同倍数蒸馏水与 ＮａＣｌ溶液对辣木籽进行处
理，１０倍ＮａＣｌ溶液提取辣木籽，降低浊度的效果明显，同时高锰酸盐指数并未增加，采用不同盐溶液提取辣
木籽，对水体浊度去除效果相当。因此，辣木籽作为天然净水剂具有较好的潜在应用价值。
关键词：辣木籽；水体浊度；高锰酸盐指数；净水剂
中图分类号：Ｘ５２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－５０６０（２０１２）０２－０２６２－０６
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｗａｔｅｒ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ ｓｅｅｄｓ
ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｐｌａｎｔ Ｍｏｒｉｎｇａ ｏｌｅｉｆｅｒａ
ＺＨＡＮＧ Ｙｉｎ－ｊｉａｎｇ， ＷＡＮＧ Ｃｏｎｇ， ＬＩＵ Ｘｉａｏ－ｐｅｉ， ＤＯＮＧ Ｙｕｅ，
ＬＩ Ｙａｎ， ＷＥＮ Ｘｉａｏ－ｆｅｎｇ， ＭＡ Ｈａｉ－ｆｅｎｇ
（Ｗａｔｅｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈｅｒ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１３０６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｄｅ ａ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ａｍｏｎｇ ｎａｔｕｒａｌ ｗａｔｅｒ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａ－
ｇｅｎｔ Ｍｏｒｉｎｇａ ｓｅｅｄ，ｃｏｍｍｏｎｌｙ－ｕｓｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｇｅｎｔ ａｌｕｍ ａｎｄ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ．Ｔｈｅ ｒｅ－
ｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ Ｍｏｒｉｎｇａ ｓｅｅｄ ｉｓ ａ ｖｅｒｙ ｇｏｏｄ ｎａｔｕｒａｌ ｗａｔｅｒ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ，ａｎｄ ｉｔｓ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆ－
ｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｃｏｍｐａｒａｂｌｅ ｔｏ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｏｓｅ ｏｆ Ｍｏｒｉｎｇａ ｓｅｅｄ
ｉｓ １００ｍｇ／Ｌ ｉｎ ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ ｗａｔｅｒ．Ｔｈｅ ｃｒｕｄｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｒｉｎｇａ ｓｅｅｄ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｂｕｔ
ｉｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｏｒｉｎｇａ ｓｅｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｅｓ
ｄｉｓｔｉｌｅｄ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ Ｍｏｒｉｎｇａ ｓｅｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｂｙ １０ｔｉｍｅｓ ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ
ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ ｅｆｆｅｃｔ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ＣＯＤＭｎｉｎｄｅｘ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｔｈｅ ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
ｅｆｆｅｃｔ ｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｌｅｖｅｌ ｗｈｅｎ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓａｌｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ Ｍｏｒｉｎｇａ ｓｅｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔｈｅ
ｓｅｅｄ ｏｆ Ｍｏｒｉｎｇａ ｏｌｅｉｆｅｒａ ｈａｓ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｖａｌｕｅ ａｓ ａ ｎａｔｕｒａｌ ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ ａｇｅｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｅｄ ｏｆ Ｍｏｒｉｎｇａ ｏｌｅｉｆｅｒａ；ｗａｔｅｒ ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ；ＣＯＤＭｎｉｎｄｅｘ；ｗａｔｅｒ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ
０ 引 言
随着我国社会、经济快速发展与人口不断增
长，水资源短缺和水环境污染日益加剧，严重制
约了我国经济可持续发展，影响人体健康，为满足
工农业生产和人们生活需要，节约用水、水污染处
理及回用显得尤为重要。物化法、生化法、膜分离
技术、电渗体制析等处理方法先后应用于工业废
水和生活污水处理。絮凝剂可以脱除水中微细颗
粒、胶体物质、降低水中ＣＯＤ值，除去水中细菌、
病毒，以及处理水体富营养化、废水脱色等，无机
絮凝剂兼有除磷、脱色等作用［１］，其中聚合铝、聚
合铁在除浊、除油等方面效果明显，铝盐是水处理
中应用较广的化学絮凝剂，其絮凝效果好，但铝盐
处理后的水中，铝离子残留会导致人类许多键康
问题产生［２－３］。无机高分子絮凝剂发展于２０世
纪９０年代初，主要以聚合氯化铝、聚合硫酸铁为
基础，引入其他碱金属离子、ＳＯ４２－、Ｃｌ－、ＰＯ４３－
等制备复合型絮凝剂，具有良好的凝聚脱色效
果。有机絮凝剂主要是一些高分子聚合物，如聚
丙烯酰胺系列、聚季铵盐等，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 单体残留对人体造成
影响［４］。
为此，寻找对人类和环境安全、无毒、环保的
天然絮凝剂，替代化学絮凝剂显得十分迫切和必
要。辣木（Ｍｏｒｉｎｇａ ｏｌｅｉｆｅｒａ）为多年生木本植
物，原产于印度西北部亚喜马拉雅山地区，是具有
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ｏｌｅｉｆｅｒａ这一品种［５］。
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。辣木是重
要的油料植物，种子含油约３５％，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。
同时，辣木种子中含有极好絮凝特性的活性成分，
其种子水提物能明显降低混水的混浊度、硬度及
混水中细菌含量。国外对非洲辣木种仁粉作为天
然净水剂的研究已有较长历史［６］。但是我国对这
方面研究甚少，因此深入开展与研究辣木净水效
果，确定其净水最佳用量及条件具有重要意义［７］，
可为水污染综合治理的理论研究与实际应用提供
依据。
１ 材料和方法
１．１ 实验材料与仪器
辣木籽为辣木科辣木属植物辣木（Ｍｏｒｉｎｇａ
ｏｌｅｉｆｅｒａ Ｌａｍ．）的种子。
浊度仪型号为 ＨＡＮＮＡ ＨＩ９１７０３。
１．２ 实验方法
１．２．１ 水样制备
取上海海洋大学人工景观湖（水面６０ ０００ｍ２，
平均水深１．６ｍ）边坡常水位处的土样１００ｇ（湿
重），在１０５℃条件下放入烘箱中烘干，冷却至室
温，用粉碎机研磨成０．１ｍｍ粒径，称取５ｇ土样
置于蒸发皿中加蒸馏水浸润，２ｄ后加入湖水
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，从而得到一定浊度的混水样。
１．２．２ 辣木净水实验设计
（１）辣木籽与化学净水剂比较。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。辣木籽去壳后用粉
碎机粉碎，分别称取１０．００ｍｇ辣木籽粉、ＰＡＭ、
明矾、聚合 Ａ１Ｃ１３，置于２００ｍＬ烧杯中，加人
１００ｍＬ的混水 样，用 摇 床 搅 拌 ５ ｍｉｎ，转 速
５００ｒ／ｍｉｎ，用浊度仪测定混水样的起始浊度，静
置后每隔３０ｍｉｎ测定１次，每个样３次重复，取
平均值。同时以未加净水剂的混水样为对照［８］。
（２）辣木籽净水最佳剂量确定。在５个
２００ｍＬ的烧杯中放入５ｇ土样制成的１００ｍＬ混水
样５份，分别加入０、１０、２０、３０、４０ｍｇ粉碎后的辣
木籽。同时用摇床搅拌５ｍｉｎ，转速５００ｒ／ｍｉｎ，测
定混水样的起始浊度，静置后每隔６０ｍｉｎ测定１
次，每个样３次重复，取平均值，最后测定水体
ＣＯＤＭｎ。
（３）辣木籽粗提取成分净水效果。辣木种子
去壳，粉碎机粉碎，干燥辣木种子粉末用９５％乙
醇提取辣木籽成分，充分搅拌３０ｍｉｎ，取沉淀物
于室温干燥，之后用０．５ｍｏｌ／Ｌ的 ＮａＣｌ溶液与
干燥的辣木籽沉淀物搅拌３０ｍｉｎ，通过 Ｗｈａｔｍａｎ
滤纸１号过滤，之后用 Ｗｈａｔｍａｎ ０．４５μｍ玻璃纤
维滤纸过滤，过滤后的液体即为辣木籽粗提取物。
在分别放有１００ｍＬ混水样的２个烧杯中，分别
加入１００ｍＬ蒸馏水和辣木籽粗提取液，用摇床
搅拌５ｍｉｎ，转速５００ｒ／ｍｉｎ，测定混水样的起始
浊度，静置后每隔６０ｍｉｎ测定１次，每个样３次
重复，取平均值，最后测定水体ＣＯＤＭｎ。
（４）辣木籽蒸馏水、盐水提取液净水效果比
较。取２５０ｍＬ锥形瓶８个，分别放入粉碎后辣
木籽１０ｍｇ，分别加入５倍蒸馏水、５倍１ｍｏｌ／Ｌ
ＮａＣｌ溶液，１０倍蒸馏水、１０倍１ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ溶
液，１５倍蒸馏水、１５倍１ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ溶液，２０倍
蒸馏水、２０倍１ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ溶液，充分搅拌
３０ｍｉｎ，过滤，取滤液。在放有２组１００ｍＬ混水
样的４个２００ｍＬ的烧杯中，分别加入５～２０倍
辣木籽蒸馏水提取液和５～２０倍 ＮａＣｌ提取液。
同时用电子摇床搅拌５ｍｉｎ，转速５００ｒ／ｍｉｎ，测
定混水样的起始浊度，静置后每隔６０ｍｉｎ测定
３６２ 第２期 张饮江，等：天然植物辣木籽对水体净化作用的研究
１次，每个样３次重复，取平均值，最后测定水体
的ＣＯＤＭｎ。
（５）辣木籽不同盐水提取液净水效果比较。
１０ｍｇ干燥辣木种子粉末加入１０倍的蒸馏水、
１ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ 溶 液、１ｍｏｌ／Ｌ ＮａＮＯ３ 溶液、
１ｍｏｌ／Ｌ ＫＣｌ溶液、１ｍｏｌ／Ｌ ＫＮＯ３ 溶液，充分搅
拌３０ｍｉｎ，过滤，滤液为净水活性成分的粗提物。
在放有１００ｍＬ混水样的５个２００ｍＬ的烧杯中，
分别加入１００ｍＬ蒸馏水、ＮａＣｌ、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、
ＫＮＯ３ 溶 液 提 取 液，摇 床 搅 拌 ５ ｍｉｎ，转 速
５００ｒ／ｍｉｎ，测定混水样的起始浊度，静置后每隔
６０ｍｉｎ测定１次，每个样３次重复，取平均值，最
后测定水体的ＣＯＤＭｎ。
１．３ 检测方法
１．３．１ ＣＯＤ测定
高锰酸盐指数常被作为地表水体受有机污染
物和还原性无机物质污染程度的综合指标，按照
国标ＧＢ １１８９２－８９高锰酸盐指数法测定水体中
ＣＯＤＭｎ［９］。
１．３．２ 浊度测定
浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的
阻碍程度。浊度高低一般不能直接说明水质污染
程度，但由人类生活和工业生活污水造成的浊度
增高，表明水质变坏，利用浊度仪进行检测［１０］。
２ 结 果
２．１ 辣木籽与化学净水剂降低浊度效果比较
混水样品浊度初始值为１９４ＮＴＵ，加入不同
净水剂后，通过搅拌、静置３０ｍｉｎ开始测定混水
浊度，每隔３０ｍｉｎ测定１次，混水浊度检测结果
见表１所列。
表１ 辣木籽与化学净水剂降低浊度效果比较
净水剂
ｔ／ｈ
０ ０．５ １．０ １．５ ２．０ １２
辣木籽 １９８ ７２ ３３．６ ５４．３ ４７．１ ５．２７
聚合氯化铝 ２０１ ５５ ２４．５ ４９．７ ４０．５ ３．２４
明矾 １８７ １１０ ７９．０ ７３．２ ５４．６ ７．５８
对照 １９４ １９４ １８７．０ １６９．０ １８２．０ １８．５０
从表１可见，３种净水剂的净水效果相当明
显，混水样品浊度值下降较快，１ｈ内加辣木籽混
水样浊度从１９８ＮＴＵ降至３３．６ＮＴＵ，加聚合氯
化铝混水样浊度从２０１ＮＴＵ降至２４．５ＮＴＵ，加
明矾混水样从１８７ＮＴＵ 降低至７９ＮＴＵ，１２ｈ
后，加聚合氯化铝混水样浊度降至３．２４ＮＴＵ，加
辣木籽混水样浊度降至５．２７ＮＴＵ，加明矾混水
样浊度降至７．５８ＮＴＵ，以净水剂聚合氯化铝效
果最好，辣木籽次之，而明矾净水效果比两者弱；
由此可见，聚合氯化铝和辣木籽净水效果相当，说
明辣木籽净水剂基本可以取代化学净水剂用于混
水净化方面［１１］。
２．２ 辣木籽净水最佳剂量确定
土样为５ｇ，混水样初始浊度为１９３ＮＴＵ，加
入０．０１、０．０２、０．０３、０．０４ｇ辣木籽后起始浊度分
别变为２０６．８、２７４、２６８、２８１ＮＴＵ，如图１所示。
图１ 辣木籽最佳剂量确定
由图１可见，添加辣木籽量０．０１ｍｇ时，有降
低水体浊度的作用，辣木籽含量为０．０２、０．０３、
０．０４ｍｇ时反而增加了水体的浊度；２０ｈ后，添加
辣木籽的水体浊度都下降，基本为０。水体中添
加辣木籽量为０．０１ｍｇ时，净水效果较为明显，
使水体浊度从２０６．８ＮＴＵ 降低到５．３２ＮＴＵ，
即辣木籽净水最佳剂量为１００ｍｇ／Ｌ。因此，辣木
籽降低水体浊度需维持一个最佳质量浓度，超过
最佳质量浓度，则会提高水体浊度。
辣木籽质量浓度为０．０１ｇ／Ｌ时，混水样放置
１～７ｈ后，对水体浊度去除率分别为５３．４１％、
８０．０６％、７９．３４％、７３．７０％、７３．５８％、８０．２６％、
８４．１２％，２０ｈ后去除率为７１．５１％。
不同辣木籽用量混水样的高锰酸盐指数如图
２所示。
图２ 不同辣木籽用量混水样的高锰酸盐指数
实验结果表明：直接向水体中投放辣木籽水
体有机物含量有所增加，ＣＯＤＭｎ随着辣木籽量增
加明显上升，辣木籽投加量为０．０１、０．０２、０．０３、
０．０４ｇ时，水体ＣＯＤＭｎ含量分别为５．２３、１６．７６、
１８．００、１９．１２、１９．４４ｍｇ／Ｌ。辣木籽在降低水体
浊度的同时，也增加了水体有机物含量，需要对其
４６２ 合肥工业大学学报（自然科学版） 第３５卷
进行活性成分粗提取。
２．３ 辣木籽粗提取成分净水效果
辣木籽粗提取成分净水效果如图３所示。
实验结果表明：混水样中直接投加辣木籽、辣
木籽粗提取液都可以使混水样浊度迅速下降，但
与直接投放辣木籽相比，辣木籽经粗提取后对水
体浊度有更好的去除效果，１ｈ时辣木籽粗提取
液处 理 的 混 水 样 浊 度 从 １８９ ＮＴＵ 下 降 为
７２．５ＮＴＵ，随着时间增加水体浊度下降幅度较
大。通过高锰酸盐指数测定，与直接向水中投加
辣木籽相比，辣木籽经粗提取后降低了高锰酸盐
指数，但与未加辣木籽混水样相比，仍然增加了水
体中有机物含量，因此需要寻找较适方法使辣木
籽发挥净水活性，同时避免水体有机物含量增加。
图３ 辣木籽粗提取成分净水效果
２．４ 辣木籽蒸馏水、盐水提取液净水效果比较
５倍蒸馏水与５倍 ＮａＣｌ溶液提取对辣木籽
去除浊度的影响如图４所示。
图４ ５倍蒸馏水与５倍ＮａＣｌ溶液提取
对辣木籽去除浊度的影响
１０ｍｇ辣木籽用蒸馏水和 ＮａＣｌ分别稀释５
倍，实验结果表明：在放置２．５ｈ内，与蒸馏水稀
释组相比，ＮａＣｌ稀释组水体浊度增加，但随着时
间增加，ＮａＣｌ处理组降低水体浊度的效果却更
好，可能由于蛋白质随着时间溶解于 ＮａＣｌ溶液
中，盐离子强度的增加促进了蛋白质的溶解，发生
蛋白质的盐溶现象，使辣木籽中更多活性蛋白发
挥作用。
１０倍蒸馏水与１０倍 ＮａＣｌ溶液提取对辣木
籽去除浊度的影响如图５所示。
１０ｍｇ辣木籽用蒸馏水和 ＮａＣｌ稀释１０倍，
实验４８ｈ内，ＮａＣｌ稀释组水体浊度要低于蒸馏
水稀释组浊度，在起初的４ｈ净水效果更明显，随
着时间增加，混水浊度都迅速下降，可能在辣木籽
净水蛋白发挥作用的同时，也存在悬浮物自动沉
降作用致使水体浊度降低更迅速。
图５ １０倍蒸馏水与１０倍ＮａＣｌ溶液提取
对辣木籽去除浊度的影响
１５倍蒸馏水与１５倍 ＮａＣｌ溶液提取对辣木
籽去除浊度的影响如图６所示。
图６ １５倍蒸馏水与１５倍ＮａＣｌ溶液提取
对辣木籽去除浊度的影响
１０ｍｇ辣木籽用蒸馏水和 ＮａＣｌ稀释１５倍，
起初ＮａＣｌ稀释组水体浊度要高于蒸馏水稀释组
浊度，１．５～４．５ｈ与蒸馏水稀释组相比，ＮａＣｌ稀
释组水体浊度降低，５ｈ后 ＮａＣｌ稀释组、蒸馏水
稀释组浊度都下降，相差不大。
２０倍蒸馏水与２０倍 ＮａＣｌ溶液提取对辣木
籽去除浊度的影响如图７所示。
图７ ２０倍蒸馏水与２０倍ＮａＣｌ溶液提取
对辣木籽去除浊度的影响
１０ｍｇ辣木籽用蒸馏水和 ＮａＣｌ稀释２０倍，
ＮａＣｌ处理辣木籽与蒸馏水处理辣木籽对水体浊
度的影响基本一致，３．５ｈ后ＮａＣｌ处理组浊度升
高，高出蒸馏水组，可能由于 ＮａＣｌ浓度过高，致
使部分辣木籽净水蛋白溶解度降低从而析出，减
弱了净水蛋白的作用。
综上所述，４个设置组中１０倍 ＮａＣｌ稀释辣
木籽，对辣木籽净水活性蛋白的初提取效果较好。
５６２ 第２期 张饮江，等：天然植物辣木籽对水体净化作用的研究
不同倍数辣木籽蒸馏水提取液与ＮａＣｌ提取
液对混水高锰酸盐指数的影响如图８所示，其中
５倍ＮａＣｌ与蒸馏水稀释组、１０倍ＮａＣｌ与蒸馏水
稀释组、１５倍ＮａＣｌ与蒸馏水稀释组、２０倍ＮａＣｌ
与蒸馏水稀释组分别用 Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、
Ａ４、Ｂ４ 表示。
图８ 不同倍数辣木籽蒸馏水提取液与ＮａＣｌ
提取液对混水高锰酸盐指数的影响
由图８可知，ＮａＣｌ处理组的高锰酸盐指数要
低于蒸馏水稀释组，结合以上不同浓度提取效果可
知１０倍ＮａＣｌ处理效果最佳，明显降低水体浊度同
时未增加水体有机物含量。辣木籽经ＮａＣｌ提取后
高锰酸盐指数降低原因有待进一步研究分析。
２．５ 辣木籽不同盐水提取液净水效果比较
辣木籽不同盐水提取液对混水浊度的影响，
如图９所示。
实验结果表明：用ＮａＣｌ、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、ＫＮＯ３
提取辣木籽活性成分，降低浊度效果比蒸馏水组
好，并且提取效率基本相同，说明可以用 ＮａＣｌ、
ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、ＫＮＯ３ 等盐对辣木籽进行初步处
理，提高其净水活性。
图９ 辣木籽不同盐水提取液对混水浊度的影响
辣木籽不同盐水提取液对混水高锰酸盐指数
的影响如图１０所示，其中１０倍蒸馏水、ＮａＣｌ、
ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、ＫＮＯ３ 的辣木籽盐溶液分别用 Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ表示。
对蒸馏水、ＮａＣｌ、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、ＫＮＯ３ 提取
辣木籽活性成分后的溶液，进行高锰酸盐指数测
定，结果表明，用 ＮａＣｌ、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、ＫＮＯ３ 对
辣木籽处理后，并未增加水体有机物含量，证明用
ＮａＣｌ、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、ＫＮＯ３ 等盐对辣木籽活性成
分进行处理，在降低浊度的同时，可以降低对水体
造成的污染。
图１０ 辣木籽不同盐水提取液对混水高锰酸盐指数的影响
３ 讨 论
３．１ 辣木籽净水最佳剂量与条件
实验研究表明：辣木籽净水最佳剂量为
１００ｍｇ／Ｌ，直接使用辣木籽易增加水体有机物含
量，而用辣木籽粗提物可提高净水效率，但仍会增
加水体污染。经ＮａＣｌ溶液处理后的辣木籽对水
体浊度去除效果更佳且未提高水体高锰酸盐指
数，可能因为辣木净水活性蛋白溶于盐溶液中，提
高了净水活性。ＮａＣｌ、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、ＫＮＯ３ 处理
辣木籽有相似的效果，说明可以用不同盐溶液对
辣木籽进行前处理，具体机理有待进一步分
析［１２］。
３．２ 辣木籽净水机理特征的探索
目前对于辣木蛋白的净水机理，存在不同解
释。有人将其归结为电荷吸收和中和：带阳性电
荷的辣木蛋白能够与带阴性电荷的浑浊物微粒结
合并中和浑浊物微粒表面的部分电荷，使浑浊物
微粒表面形成电荷特性不同的区域，这样，在浑浊
微粒运动碰撞过程中，浑浊微粒就通过不同电荷
特性的区域相互结合而形成较大的絮凝颗粒。也
有学者认为：辣木的一种净水活性成分 ＭＯ２．１
富含谷氨酸，谷氨酸之间通过氢键形成的网状结
构有利于浑浊微粒形成絮凝颗粒［１３］。
国外研究发现辣木籽含有净水活性很高的蛋
白质，这种净水蛋白具有天然、无毒、无副作用、易
于降解等特点，在净化饮用水和污水处理等方面
有很好的应用价值［１４］。辣木种子用于净水的一
个主要缺点是部分有机物溶于所净化的水中，所
净化的水存放一定的时间之后，溶于水中的有机
物可产生颜色和气味；粗提的辣木净水剂对较高
浊度的水有效，但对低浊度的水效果不够好。对
于可溶性有机物溶于水中的问题，可以通过较简
单的方法来纯化辣木净水剂，纯化的净水剂对低
浊度的水，其净水效果相当好，因此，辣木是一种
对人类和环境安全、无毒、环保的天然絮凝剂。
６６２ 合肥工业大学学报（自然科学版） 第３５卷
３．３ 辣木籽天然净水剂的应用前景
天然的辣木籽净水剂较化学净水剂具有明显
优点，它无毒、可降解、对环境友好，辣木籽作为天
然净水剂、辣木油用于食用都有多年的历史。辣
木籽净水剂对于所净化水的ｐＨ 值及导电性没有
影响，它在较高的温度下也很稳定，净水过程中还
能够除去水中微生物，能够除去污水中Ｃｄ、Ｎｉ、Ｃｒ
等重金属离子［１５］。辣木籽净水后所产生的絮凝
废物体积仅为化学净水剂的１／３，并且该絮凝废
物可用作肥料，不造成环境污染。辣木籽净水剂
相比于化学净水剂更有经济、方便的优点。人们
在乡村或城市的房前、屋后、堤梗等空闲地带栽种
辣木不占用耕地，种子成熟后易于收获，还可获得
２５％的珍贵辣木油，提取了净水剂的剩余物可当
作动物的功能性饲料添加剂等［１６］。通过对辣木
活性成分的提取与处理，可将其运用到废水处理
及高浊度水体净化中，也可提高景观水体的感官
效果。
近期也有成功应用辣木籽作为净水剂的中试
性研究，而辣木籽净水剂真正得到商业化大规模
应用，还需深入开展辣木栽培、净水剂大规模纯
化、净水设备配套、天然净水剂产品生产和应用规
范化、标准化，进行系统的经济性评估等相关多学
科的综合研究，以及通过毒理学研究，取得相关卫
生主管部门的应用许可。当辣木净水剂大规模推
广应用后，辣木的培育、种植、辣木油、辣木净水剂
等相关产品的深加工等方面都将产生明显的社会
和经济效益，同时又会促进辣木产业发展，促进辣
木净水剂的广泛应用［６］。因此，辣木籽作为天然
净水剂具有较好的潜在应用价值。
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（责任编辑 张淑艳）
７６２ 第２期 张饮江，等：天然植物辣木籽对水体净化作用的研究