Univerzitet u Novom Sadu
Prirodno­matematički fakultet
Departman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredine
Ud ž j za unapređenje
Udruženje
đ j zaštite
š i životne
ži
sredine
di „Novi Sad“
N i S d“
Uklanjanje cijanotoksina u Uklanjanje cijanotoksina tretmanu vode za piće
tretmanu vode za piće
Dr Jasmina Agbaba, vanredni profesor
Novi Sad 2­5. septembar, 2014.
1
• Najveći deo dostupne slatke vode na planeti
egzistira kao podzemna voda - korišćenje u svrhe
vodosnabdevanja.
• U onim regionima gde su podzemna vodoizvorišta
nedovoljna i/ili neadekvatnog kvaliteta –
vodosnabdevanje
površinskom
vodom
(ak m lacije reke,
(akumulacije,
reke rezervoari
re er oari i sl.).
sl )
Toksična skrama Anabaena sp. u
rezervoaru vode za piće u Finskoj
• Kvalitet tih voda je pod uticajem
– velikog broja prirodnih faktora (biološki,
geološki, hidrološki, meteorološki i topografski)
– čoveka - pojava ubrzanog procesa
eutrofizacije u vodenim ekosistemima.
ekosistemima
2
Eutrofizacija
j
povećanje
biološke
produkcije
u vodi
povećanje
nivoa
nutrijenata
(P i N)
pogoršavanje
kvaliteta vode
vidljivo
j pprenamnožavanje
j
cijanobakterija i algi
CVETANJE
mutnoća vode
pojava površinskog
penušanja
agregacija bentosnih
pojava plivajućih
makrofita
bilj ih ddelova
biljnih
l
anoksija
3
Toksične cijanobakterije
poznato da p
produkuju
j toksine
2000 vrsta: za ~ 40 jje p
Promena boje,
boje,
ukusa i mirisa vode
(geosmin, 22-MIB)
Cijanotoksini
www.icb.ufmg.br/big/lgar/img_t3.jpg
i b f
b /bi /l /i
t3 j
www igb berlin de/ /phycology/algae2 jpg
www.igb-berlin.de/.../phycology/algae2.jpg
Microcystis aeruginosa
Planktothrix rubescens
http://www.soes.soton.ac.uk/staff/tt/nf/pics/nodusp6.jpg
Nodularia spumigena
4
Glavne grupe cijanotoksina
Hepatotoksini
• mikrocistini
• nodularini
• cilindrospermopsin
Gastrointestinalni/
Neurotoksini
Dermatotoksini
• anatoksini
• saksitoksini
• β‐metilamino‐L‐alanine
β metilamino L alanine
(BMAA)
• aplaziatoksini
• lingbiatoksin
• lipopolisaharidni lipopolisaharidni
endotoksini (LPS) Microcystin LN
Anatoxin-a
Aplysiatoxin
Nodularin R
Anatoxin-a(S)
BMAA
Cylindrospermopsin
Saxitoxin
Lyngbyatoxin
5
Negativan efekat
cijanotoksina u
vodi za
piće
konzumiranj
onzumiranjee vode sa
visokom
koncentracijom
cijanotoksina
INTOKSIKACIJA
hroni
ronično
čno trovanje izlaganje niskim
dozama toksina duže
vreme
Cijanotoksini i njihova akutna toksičnost
Cijanotoksin
Hepatotoksini
Mikrocistin-LR
Mikrocistin-YR
Mikrocistin-RR
Nodularin
Neurotoksini
Anatoksin-a (alkaloid)
Anatoksin a (organofosfat)
Anatoksin-a
Saksitoksini
Citotoksini
Cilindrospermopsin
LD50 čistog toksina
45-1000 μg/kg
60 (25-125) μg/kg
70 μg/kg
300-600 μg/kg
30-50 μg/kg
MDK za Mikrocistin-LR 1 µg
µg/l
250 μg/kg
40 μg/kg
10-30 μg/kg
200 μg/kg/5-6d
6
Neki cijanotoksini i zdravstveni efekti koje izazivaju
Cijanotoksin
Broj
poznatih
varijanti i
analoga
Primarno
pogođeni
organ
Mikrocistin-LR
80-90
Jetra
Cilindrospermopsin
3
Jetra
Anatoksin-a grupa1
2-6
Nervni sistem
1
Zdravstveni efekat
bolovi u abdomenu,
povraćanje, i dijareja,
upala jetre,
akutna pneumonia,
akutni dermatitis,
oštećenje bubrega,
potencijalna promocija rasta tumora
peckanje , temperatura , utrnutost ,
pospanost, nepovezan govor ,
respiratorna
p
pparaliza koja
j vodi u
smrt
anatoksin-a grupa ne obuhvata organofosforni toksin anatoksin-a(S)
Najčešće
Cijanobakterije koje
proizvode dati toksin
Microcystis
Ananaena
Planktothrix
Anabaenopsis
Aphanizomenon
Cylindrospermopsis
Aphanizomenon
Anabaena
Lyngbya
Rhaphidiopsis
Umezakia
Anabaena
Planktothrix
Aphanizomenon
p
Cylindrospermopsis
Oscillatoria
7
Prisustvo cijanotoksina u izvorima za vodosnabdevanje
predstavlja ozbiljan problem za fabrike voda,
voda s obzirom da
mnoge poznate procedure i tretmani u pripremi vode za piće
ne mogu dovoljno efikasno da uklone ili smanje koncentracije
toksina na prihvatljiv
j nivo
nivo..
Kontinualno
istraživanje i
monitoring
Povećanje
Povećanje
javne svesti
Prevencija
8
Zdravstveni rizik može biti smanjen
prevencijom
ij
cvetanja u
vodenim
ekosistemimaa
ekosistemim
namenjenim za
vodosnabde-vodosnabde
vanje
uklanjanjem
ćelija
cijanobakterija
(intracelularnih
toksina)
uklanjanjem
kl j j
ekstracelularnih
cijanotoksina tokom
tretmana pripreme
vode za piće
9
prevencija
prevencija
• Ekološki faktori (N, P, mikronutrijenata, T, pH,
svetlost), hidrološki i meteorološki faktori imaju
presudan uticaj na pojavu prenamnožavanja
cijanobakterija.
j
j
• Fosfor: >0,1 mg P/l dovoljno da izazove pojavu
cvetanja cijanobakterija.
• Ključni element u pojavi cvetanja - mnoge
cijanobakterije mogu uspešno da izbegnu
limitirajuće
koncentracije
azota
fiksacijom
molekularnog
l k l
oblika
blik ovog elementa
l
t iz
i vazduha.
d h
uklanjanje
cijano-cijano
bakterija
uklanjanje
cijanotoksina
Niska koncentracija
nitrata i amonijaka i
povećana
koncentracija fosfora
favorizuje dominaciju
cijanobakterijskih vrsta
u vodi.
Prevencija:
j smanjenje,
j j odnosno kontrola unošenja
j neorganskih
g
materija u vodene ekosisteme, koji se koriste za vodosnabdevanje.
10
Prevencija i moguća sanacija cvetanja cijanobakterija u
akvatičnim sredinama svodi se na nekoliko važnih koraka:
9
9
9
9
9
9
9
9
9
adekvatno prečišćavanje otpadnih voda;
k t li
kontrolisana
upotreba
t b ffertilizatora
tili t u poljoprivredi;
lj i di
smanjenje spiranja vode sa poljoprivrednih površina;
zaštita od erozije;
zaštita vodoizvorišta i primena adekvatnih tretmana
u pripremi vode za piće;
drenaža sedimenta i vezivanje fosfora;
promene hidrofizičkih karakteristika i pojačavanje
protoka vode;
biomanipulacija;
upotreba algicida.
• P
Prevencija
ij ekspozicije
k
i ij ljljudi:
di a)) adekvatan
d k t ttretman
t
vode
d i b) definisanje
d fi i j
privremenih smernica (Svetska zdravstvena organizacija)
11
UKLANJANJE CIJANOBAKTERIJA I
CIJANOTOKSINA
Intaktne cijanobakterijske
j
j
ćelije
j koje
j dospevaju
p j u
početni postupak procesa pripreme vode, mogu biti
u velikom broju fizički uklonjene, međutim ukoliko je
dodat oksidant,, one bivaju
j lizirane što dovodi do
oslobađanja toksina.
prevencijaa
prevencij
uklanjanje
cijano-cijano
bakterija
uklanjanje
cijanotoksina
• Uklanjanje
j j intaktnih ćelija
j jje pprimarni ciljj i ppostojij više načina
minimizirannja ekspozicije potrošača cijanotoksinima: 1) tamo gde postoji
više izvora vode za piće, promeniti izvor, 2) korigovati dubinu zahvata vode i
3) primeniti različite tehnologije obrade vode i dr.
• Izbor zavisi od raspoloživih mogućnosti specifičnih za svaki lokalitet
ponaosob, ali najčešće je neophodan multi-barijerni pristup (baziran na
više koraka tretmana) - ne postoji jedna tehnika ili jedinični proces obrade
vode kojim se mogu odjednom ukloniti sve intaktne ćelije i rastvoreni
cijanotoksini.
12
KOTROLA ZAHVATA VODE
• Jedna od metoda smanjenja unosa ćelija cijanobakterija pri
snabdevanju vodom za piće je da se reguliše dubina na kojoj
se voda zahvata.
• Cijanobakterije cvetaju retko ravnomernom gustinom ćelija
po dubini rezervoara – npr. preko noći, pod mirnim uslovima,
Mi
Microcystis
ti teži
t ži da
d flotira
fl ti ka
k površini
ši i vode,
d što
št rezultuje
lt j
veoma visokim koncentracijama lokalizovanim u prvih par
metara vode.
• Zahvatanjem vode ispod date površine smanjiće
mogućnost unosa ovako koncentrisanih ćelija na
postrojenje za pripremu vode za piće.
13
• Dnevne varijacije dubine na kojoj se
akumuliraju maksimalne koncentrakoncentra
cije ćelija tokom cvetanja – ćelije
tokom dana postaju teže usled
akumulacije fotosintetskih produkata i
imaju tendenciju tonjenja.
• Posledica – jedno određivanje
profila dubine u neko određeno
vreme dana neće prižiti korisne
informacije na kojoj dubini zahvatati
vodu tokom celog dana i može voditi
pogrešnim zaključcima.
Za optimalno zahvatanje vode neophodno je u više serija
merenja odrediti dubine na kojima su ćelije cijanobakterija
maksimalno raspoređene – na osnovu njih se donosi odluka o
korekciji dubine zahvatanja vode.
14
SENKA NA POVRŠINI VODE
(Shallow Clean®)
Stvaranjem hlada iznad oko 30% površine vode jezera, cvetanje cijanobakterija je
nestalo
t l u roku
k odd 1 meseca usled:
l d
• Temperatura vode neposredno ispod senke bila je za 4 ºC niža od temperature
vode u neosenčenom delu površine.
• Rast cijanobakterijskih ćelija je usporen prisustvom senke.
• pH vrednost vode je promenjena ka neutralnoj
• Na dodirnojj ppovršini vode i čvrste faze formiran jje biofilm kojij se hrani
cijanobakterijama.
Shallow Clean®
Φ 5–50 m
sidro
15
ISUŠIVANJE (sedimenta na nasipu )
• Izmuljivanje – uklanjanje Microcystis inoculuma zajedno sa površinskim
sedimentom – skupo i zahteva postojenja odgovarajućeg mesta za odlaganje
sedimenta.
• Isušivanje sedimenta – lakši i jeftiniji način pogotovo kada su u pitanju plitki
rezervoari.i
• Ćelije cijanobakterija (Microcystis) pri niskim temperaturama (ispod 10 ºC) u
zimskom periodu zaostaju na sedimentu nasipa
• Nakon isušivanja nasipnog sedimenta - brzina germinacije ćelija na sedimentu
uslovljena je sadržajem vode u sedimentu
Nivo vode pri
normalnim
uslovima (WL)
Spuštanje nivoa vode
(36 m od WL)
16
PRIMENA ALGICIDA
• Koriste se u rezervoarima za vodosnabdevanje za kontrolu rasta algi, u cilju
sprečavanja cvetanja i pojave toksina.
• Najčešće korišćeni algicidi su na bazi Cu (bakar sulfat, bakar citrat, bakar-enolat
i dr.).
• Različite
R ličit vrste
t su različito
ličit osetljive
tlji na algicid:
l i id
– koncentracija jona Cu2+ u opsegu 0,00063 - 63 µg/L toksična za cijanobakterije,
zelene i mnoge druge alge.
• Ukoliko se algicid koristi:
– mora biti primenjen u početnim, ranim fazama razvoja cijanobakterija i algi,
j mala u cilju
j sprečavanja
p
j lizije
j ćelija
j i oslobađanja
j
kada jje ggustina ćelija
toksina.
– zahteva izolaciju rezervoara za period koji omogućuje degradaciju toksina i
pprodukovanih supstanci
p
neprijatnog
p j
g mirisa.
– zahteva obavezan monitoring cijanotoksina nakon primenjenog tretmana.
17
prevencija
prevencija
UKLANJANJE CIJANOBAKTERIJA I
CIJANOTOKSINA
uklanjanje
cijano-cijano
bakterija
uklanjanje
cijanotoksina
Performanse tretmana cijanobakterija i cijanotoksina za koje su uspostavljene preporučene
granične vrednosti (WHO,
(WHO 2011):
Hlorisanje
Cijanobakterijske ćelije
j
Cijanotoksini
Koagulacija
Aktivni
ugalj
Ozonizacija
AOPs
≥ 80%
≥ 80%
Membranski
procesi
Biološki
tretman
≥ 80%
≥ 80%
≥ 80%
≥ 80%
≥ 80%
1) Hlorisanje i ozonizacija mogu rezultovati oslobađanjem cijanotoksina
j za koje
j su dostupni
p ppodaci o pprimeni. Prazna ppolja
j ukazuju
j
2)) Tabela obuhvata samo one hemikalije
ili da je dati tretman u potpunosti ne efikasan ili pak da o njegovim efektima nema podataka
3) Biološki tretman uključuje i sporu peščanu filtraciju i obalsku filtraciju
18
KOAGULACIJA I FLOKULACIJA
• Koagulacija i flokulaciju mogu biti efikasne metode za eliminaciju
cijanobakterijskih ćelija iz vode, ali ne i u vodi rastvorenih cijanotoksina
(ekstracelularnih toksina).
• Efikasnost uklanjanja neoštećenih ćelija cijanobakterija zavisi od optimizacije
doziranja supstanci i reakcije sredine, tj. pH procesa koagulacije.
j
se kao koagulanti
g
koriste soli Al, Fe i sintetički ppolimeri.
• Najčešće
• Nedostatak: Koagulacija može dovesti do problema kao što je lizija ćelija
cijanobakterija i oslobađanja toksina.
19
19
FLOTACIJA - DAF
• Obzirom da su alge čestice male gustine i pojedine imaju tendenciju flotiranja,
flotacija rastvorenim kiseonikom (dissolved air flotation, DAF) se pokazala
kao efikasan tretman u obradi voda bogatih cijanobakterijama.
• Poređenjem efikasnosti kombinovanog C/F/DAF i DAF tretmana - neophodan
korak je koagulacija i flokulacija pre primene DAF.
• Efikasnost kombinovanog C/F/DAF tretmana može biti veća
u poređenju sa konvencionalnim tretmanom (ne dolazi do
oslobađanja intracelularnog mikrocistina):
– uklanjanje intaktnih ćelija Microcystis aeruginosa iz
vode C/F/DAF (77-99%)
– konvencionalnim C/F/S procesom 69–94%.
69 94%
ADSORPCIJA NA AKTIVNOM UGLJU (AC)
• Aktivni ugalj u prahu (PAC) i granulirani aktivni ugalj (GAC) su dovoljno
efikasni i brzi (kontaktno vreme od 30 min je dovoljno) u eliminaciji iz vode
intracelularnih toksina (cijanotoksina vezanih u ćeliji).
Efikasnost
90%
• Performanse procesa zavise od koncentracije toksina,
toksina doze i vrste aktivnog
uglja (mrki, drveni > treset).
• Nedostatak: formiranje biofilma, koji značajno može da umanji efikasnost
adsorpcije toksina.
21
Uklanjanje ekstracelularnih toksina
adsorpcijom na AC
• Mikrocistin i cilindrospermopsin – AC sa visokim udelom mezopora.
mezopora
– Različiti oblici mikrocistina – različita efikasnost adsorpcije:
RR<YR<LR<LA
• Saksitoksini – cijanotoksini male molekulske mase – AC sa visokim udelom
mikropora (<1 nm)
– Generalno pravilo – AC dobar za uklanjanje komponenti koje daju ukus i
miris vodi (2-MIB, geosmin) je takođe efikasan za uklanjanje
Saksitoksina.
• Anatoksin-a – još uvek nema dovoljno podataka o uklanjanju adsorpcijom
na AC
22
MEMBRANSKA FILTRACIJA
eliminacija intracelularnih toksina
• Mikrofiltracija i ultrafiltracija mogu biti veoma efikasne (> 98%) u eliminaciji
čitavih ćelija toksičnih cijanobakterija.
cijanobakterija
– Negativna pojava koja se može javiti je lizija ćelija - povećana
j rastvorenih cijanotoksina
j
u vodi
koncentracija
(0,05-1,0 µm)
(0,005-0,5
(0,005
0,5 µm)
(0,0005-0,01 µm)
(0,0001-0,001 µm)
23
MEMBRANSKA FILTRACIJA
eliminacija ekstracelularnih toksina
• Reversna osmoza,
osmoza nanofiltracija i ultrafiltracija – Reversna osmoza – 10-130 µg/l mikrocistin LR i RR: >95%
j j
uklanjanja
– Nanofiltracija:
Nanofiltracija: > 96% uklanjanja mikrocistin LL, YR i LA, dok u
permeatu zaostaje mikrocistin RR i anatoksin –a.
– RO i NF - Efikasno uklanjanje cilindrospermopsina i saksitoksina.
– Ultrafiltracij
ltrafiltracijaa moguće je redukovati nivo cijanotoksina, ali se oni ne
mogu potpuno
t
ukloniti
kl iti – tretman
t t
nije
ij pouzdan
d kao
k barijera
b ij
za
cijanotoksine
24
OBALSKA FILTRACIJA I SPORA
PEŠČANA FILTRACIJA
• Veoma efikasan proces u uklanjanju ćelija
cijanobakterija kao i rastvorenih toksina – dno korita
cijanobakterija,
reke/jezera i materijal akvifera deluju kao filtracioni
medijum
• D
Dolazi
l i ddo fizičke
fi ičk filtracije,
filt ij bi
biodegradacije,
d
d ij sorpcije
ij i
smanjenja koncentracije.
• Efikasnost je uslovljena – adaptacijom odgovarajuće
mikrobiološke populacije sposobne za degradaciju
cijanotoksina, temperaturom, pH i predatorstvom.
• S
Spora peščana
šč
filt ij i biofilm
filtracija
bi fil
efikasnost uklanjanja:
– Intaktnih ćelija
j algi
g → 90-99%
– Mikrocistina-LR i -LA → 80-100%
Nedostatak: Problem blokiranja filtracije
u slučaju cvetanja vode, kao i moguća
biotransformacija manje toksičnih oblika
saksitoksina u toksičnije forme na biološki
25
aktivnom filteru
UV DEZINFEKCIJA
• Dezinfekcija – UV lampe niskog i srednjeg pritiska – 10-40 mJ/cm2
• Mikrocistin, anatoksin
anatoksin--a i cilindrospermopsin – degradacija pri
visokim dozama UV zračenja (1530-20000 mJ/cm2).
• Živina lampa niskog pritiska (254
cilindrospermopsina pri 643 mJ/ cm2.
nm)
–
degradacija
• Zbog izuzetno visokih doza UV tretman primena lampi sa niskim i
srednjim pritiskom nije preporučljiva za uklanjanje cijanotoksina.
• Fotokatalitički proces u kojem se primenjuju TiO2 kao katalizator i
UV zračenje može da izazive dekompoziciju hepatotoksina
mikrocistina sa vremenom poluraspada manjim od 5 min.
– Efikasnost procesa u mnogome zavisi od sadržaja organskih materija
u vodi.
26
OKSIDACIJA
• Oksidaciona sredstva kao što su: hlor, ozon, kalijum permanganat ...
mogu biti
bi i efikasan
fik
mehanizam
h i
za iinaktivaciju
k i ij mikrocistina.
ik i i
Potreba vode za oksidantom:
• sadržaj organskog ugljenika,
• temperatura vode,
• pH vrednost
• doziranje određenih hemikalija u tretmanu
vode može uticati na promenu potrebe
manja erfikasnost
oksidacionog
sredstva
d
u
inaktoivaciji
cijanotoksina
Zbog mogućnosti formiranja oksidacionih nusprodukata najbolje je
oksidacioni tretman primeniti nakon uklanjanja intaktnih ćelija
cijanobakterija.
27
OKSIDACIJA
Hl i j
Hlorisanje
• Efikasnost hlorisanja zavisi od pH vrednosti (oblik nalaženja hlora),
primenjene koncentracije i vrste cijanotoksina:
– Mikrocistini - pH <8, rezidualni hlor > 0,5 mg/l, vreme kontakta 30 min.
– Cilindrospermopsin - pH 6-9
– Saksitoksin - pH >8 veća efikasnost inaktivacije
– Anatoksin-a – veoma spora inaktivacija, hlorisanje nije efikasno
• Vodeni rastvor hlora i kalcijum-hipohlorit (≥1 mg/l, pH <8) - efikasnost >95% u
uklanjanju hepatotoksina (mikrocistin, nodularin)
• Natrijum hipohlorit (≥1 mg/l, pH <8) - efikasnost 40-80%.
• Anatoksin-a, saxitoxini i cilindrospermopsin podležu dekompoziciji sa natrijumhipohloritom, ali je efikasnost uslovljena koncentracijom slobodnog hlora.
28
OKSIDACIJA
Hl di
Hlor
dioksid,
k id hl
hloramini
i i
• Hlor dioksid i hloramini nisu dovoljno
j efikasni u degradaciji
g
j mikrocistina,
cilindrospermopsina, anatoksinaanatoksina-a i saksitoksina.
• Međutim, hlor dioksid pri veoma visokim koncentracijama može rezultovati
inaktivacijom mikrocistina
– Nije pogodno za tretman:
1) pri visokim koncentracijama hlor dioksida, kao oksidacioni produkti
nastaju hlorit i hlorat, koji mogu indukovati hematološke efekte i
2) dugo vreme polu života (10,5 h)
29
OKSIDACIJA
K lij permanganatt
Kalijum
• Primenjuje
j j se za kontrolu ukusa i mirisa vode, uklanjanje
j j boje,
j kontrolu
biološkog rasta, uklanjanje gvožđa i mangana – ne generiše toksične
oksidacione nusprodukte
• Efikasan za uklanjanje ćelija cijanobakterija bez oslobađanja intracelularnih
toksina (npr. Saksitoksina i cilindrospermopsina, ili pak komponenti koje
vodi daju miris i ukus).
• Uklanja mikrocistin i do 95% (reaktivnost
(reakti nost ka mikrocistinu
mikrocistin LR nije pH
uslovljena) i gotovo u potpunosti anatoksin (pri dozi od 0,5 mg KMnO4/l)
• Kalijum permanganat nije posebno reaktivan sa cilindrospermopsinom
(uklanja se samo oko 10% pri dozi od 1,5 mg KMnO4/l), dok saksitoksin ne
oksiduje.
• Nedostatak: formiranje čestičnog mangan dioksida,
dioksida
koji može prouzrokovati potencijalne probleme sa tretiranom vodom.
30
OKSIDACIJA
O i ij
Ozonizacija
• Ozonizacija
j vodi
lizijij ćelijskog
j g zida cijanobakterija
j
j i oslobađanju
j
intracelularnih toksina, pri čemu se postiže značajno smanjenje
koncentracije cijanotoksina u vodi za relativno kratko vreme.
• Efikasnost može biti >98% za rastvorene cijanotoksine.
cijanotoksine
31
Ozonizacija
• Efikasnost zavisi od primenjene doze,
doze vremena
delovanja, sadržaja organskog ugljenika (POM) i pH
vrednosti..
vrednosti
– Anatoksin-a
A t k i – pH
H uslovljena
l lj
oksidacija
k id ij (pH
( H 7-10)
7 10)
– Cilindrospermopsin - pH uslovljena oksidacija (pH
4-10))
– Mikrocistin – oksidacija nije uslovljena sa pH (pri
pH<7)
• Na pH 8 reaktivnost ozona sa cijanotoksinima opada
u nizu:
mikrocistin > cilindrospermopsin > anatoksin
anatoksin-aa
32
Ozonizacija
• Ozonizacija predstavlja najefikasniji
proces u destrukciji intracelularnih i
ekstracelularnih cijanotoksina
• Moguće je postići:
– do 100% uklanjanja
ekstracelularnog
mikrocistina
– do 92% uklanjanja
ekstracelularnog
anatoksina
– visoku efikasnost
uklanjanja saksitoksina,
cilindrospermopsina i
nodularina
33
Procesi uklanjanja
j j intracelularnih cijanotoksina
j
((intaktnih
ćelija) i njihova relativna efikasnost (EPA, 2012):
Tretman
Relativna efikasnost
Predoksidacija
Izbeći preoksidaciju jer vodi liziji cijanobakterijskih ćelija i
oslobađanju cijanotoksina u vodu
Koagulacija/sedimentacija/filtracija
Efikasan tretman za uklanjanje intracelularnih toksina
akumulacijom
k
l ij ććelija
lij u mulju
lj i izolovanjem
i l
j sa postrojenja
t j j nakon
k
separacije mulja. Ovaj mulj se ne recirkuliše.
Membranski proces
Još uvek nedovoljan broj podataka, ali se pretpostavlja de je
proces efikasan za uklanjanje intracelularnih cijanotoksina.
cijanotoksina
Mikrofiltracija i ultrafiltracija su efikasne kada se ne dozvoljava
akumulacija ćelija na površini membrana tokom vremena.
Flotacija
Proces flotacije sa npr
npr. rastvorenim kiseonikom (DAF) je
efikasan za uklanjanje intracelularnih cijanotoksina obzirom da
su mnoge cijanobakterije koje formiraju toksine plivajuće.
Oksidacioni proces
Izbeći obzirom da često rezultuje liziranjem ćelija cijanobakterija
i oslobađanjem cijanotoksina u vodu.
34
Procesi uklanjanja
j j ekstracelularnih cijanotoksina
j
i
njihova relativna efikasnost (EPA, 2012):
Tretman
Relativna efikasnost
Membranski proces
Efikasnost zavisi od materijala,
materijala distribucije veličine pora i kvaliteta vode.
vode
Nanofiltracija i ultrafiltracija
Aktivni ugalj
PAC: većina tipova uglja (posebno na bazi drveta) je generalno efikasna
u uklanjanju mikrocistina, anatoksina-a, cilindrospermopsina.
Oksidacioni tretman
Kalijum permanganatom
Efikasan za oksidaciju mikrocistina i anatoksina. Neophodna su dalja
istraživanja za određivanje efikasnosti oksidacije cilindrospermopsina.
Ozonom
Veoma efikasan za oksidaciju ekstracelularnog mikrocistina, anatoksinaa i cilindrospermopsina.
Hloraminima
Nije efikasan
Hlor dioksidom
Nije efikasan kada se primenjuje pri dozama karakterističnim za vodu za
piće
Hlorom
Efikasan za oksidaciju ekstracelularnih cijanotoksina pri pH < 8.
Nij efikasan
Nije
fik
za oksidaciju
k id ij anatoksina-a.
t k i
UV zračenjem
Efikasan za degradaciju mikrocistina i cilindrospermopsina, ali pri
visokim dozama.
35
Tehnike uklanjanja intracelularnih i ekstracelularnih
cijanotoksina
Mikrobio
Mik
Mikrobiobi loška
degradacija
Koagulacija
i flokulacija
j
Adsorpcija
na
aktivnom
uglju
MembranMembranska
filtracija
Soniliza
?
Fenton i
foto-fenton
fotoproces
Spora
p
peščana
filtracija
Fotohe
FotoheF t h mijska
degradacija
Hlorisanje
UV
oksidacija
k id ij
Ozonizacija
KMnO4
36
HVALA NA PAŽNJI!
37
Download

Uklanjanje cijanotoksina u tretmanu vode za piće