以下是东南大学环境工程系于2002年发表于《工业用水与废水》
摘要：高压静电场具有良好的杀菌灭藻效果，当工作电场强度为20kV／m，作用6h以上时，杀菌率可达91．3％，作用14d以上，灭藻率可达100％。研究表明水经高压静电场处理后，电导率、溶解氧、pH值等物理化学参数发生显著变化，杀菌灭藻机理为超氧阴离子自由基、过氧化氢破坏细胞的生存条件所致。
关键词：水处理；高压静电；杀菌；超氧阴离子自由基；过氧化氢
1.1..1. 试验设备及装置
采用高压静电水处理器。设备尺寸为¢300X800，设备功率3w。试验装置如图：
主要测试项目及方法
工作电压：采用O~30kV静电电压表量测，pH值：用pH—3酸度计量测；电导牢：采用兆欧表量测绝缘电阻并计算电导率；溶解氧：采用JPB—607溶解氧测试仪；细菌总数：平皿法，即将1mL水样在培养基中，于37度培养24h观测所生长的菌落数进而计算出细菌总数
1.1..2. 杀菌效果试验
电场强度对杀菌效果的影响
控制水温在23~32度之间，测定试验前后水中细菌总数的变化。原水（细菌总数总数为1600个/ML）通过高压静电水处理器，处理时间（以循环水量计）8h.调节工作电压，检测不同电场强度下处理水中的细菌总数。结果如图：
由图2可知，高压静电水处理器杀菌率随电场强度的升高而升高，当大于20 kv／M后反而下降。即存在最佳工作电场强度20kV／M。
处理时间对杀菌效果的影响
控制水温为常温，调节电场强度为20kv／m，检测高压静电水处理器不同处理时间出水的细菌总数。结果见图3。
由图3数据可知，循环处理6h以上时即有相当高的杀菌率。
杀菌效果
选择不同水质的水样，测试在最佳电场强度20kV／M，处理时间6h的处理效果。试验结果见表1。从表1数据可看出，对于细菌含量不同的水样杀菌串为70％~100％，平均杀菌串为91．3％。
1.1..3. 灭藻效果试验
灭藻试验用的藻种为斜生栅列藻，这是循环冷却水中常见的一种藻类，试验水温23~32度，电场强度20 kV／m。试验结果见图4。由图4数据看出，经14d的高压静电场作用后，藻类全部被杀灭。藻类细菌在开始的第2~4d，由于营养充足，细胞保持着宫集培养时的分裂优势，静电场的作用尚未显露，细胞数由7．6x103个／mL增至9.2x103个／ML.但随后便出现细胞破碎现象。5d后，细胞数急剧下降。由显微镜观察，藻类细胞几乎全部破裂，原生质流出，使原来含完整藻类细胞的悬浮液变混，成为破碎细胞匀浆。
1.1..4. 高压静电技术杀菌灭藻研究及机理分析
高压静电处理水的物理化学性质变化
测定普通天然水样(水温20度，电场强度20kV／m，处理时间6h，水样10个)处理前后电导率、溶解氧、PH值的变化，其结果分别如表2表3表4所示。由表2、表3、表4数据可知经高压静电场处理后，水的导电率20．5％—40．1％，溶解包含量增加4．8％~14．9%，pH值降低，即
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天然水中含有溶解的盐类和气体，有时含有有机物，由于水分子的极性，它能与水中离子形成水合物使水溶液具有相当好的稳定性。但是水经高压静电场处理后其物理化学参数会发生变化(电导率增大、溶解氧增大、pH值降低)并产生多种效应(细菌、藻类被杀灭)。高压静电场的杀菌灭藻机理现概括有关试验结果试分析如下：
②,水中大量的O-2，H+，e及e-等存在使水的导电性能增强；H+的增加水的PH值减小；这时，由于水中的自由氧分子减少，浓度降低，致使空气中的氧分子又向水中扩散，导致水中的溶解氧增加。
③,超氧阴离子自由基破坏细菌的生物膜和细胞核，破坏碳水化合物及蛋白质，最终导致细胞突变、老化和死亡。过氧化氢则可使细菌细胞膜氧化破裂，失去物质交换能力促使细胞死亡。
1.1..5. 结论
①高压静电处理水具有显著的杀菌灭藻效果，其最佳工作电场强度为20LV／m，循环处理6h以上时杀菌率可达91．3％；循环处理14d以上，藻类的杀灭率可达100％。
②高压静电处理水之所以具有显著杀菌灭藻效果是因为水中产生大量超氧阴离子自由基、过氧化氢及·OH自由基等物质，破坏细胞生存条件促使其死亡。
1.1.2. 电场技术在水培中的作用
通过以上分析，这使我们想到对水培用水时先进行电场处理，再来制作水培作品，就可免绿藻及霉菌的危害。这是一个极具研究价值的新课题，绿藻的解决对于提高水培作品的观赏性，及诱变与水培过程的缺氧有很大意义。因为这些都是实现植物水生诱变成功的的关键问题。
电场技术在诱变过程中主要是用几万伏的高压直流电，对植物进行处理，正极均匀布于植株上端，负级接入地端，使植物生长于一个高压直流电形成的一个高压电场之间。
电场对植物的影响人们最早是从自然现象的打雷发现，在雷区植物生长快，特别是雷阵雨后植物的生长更快，后来人们研究发现打雷时在高空能产生几百万伏的高压直流电压，透过大气层后电压渐渐降低。科学家对电场进行人工发生及模拟电场环境，对植物的生长发育的影响进行研究，发现正电场对植物的生长有促进作用，负电场对植物的生长有抑制作用，究其原理，主要是正极处于植物上方的正电场，能使植物上方形成许多正离子，从而能为植物的光合作用的光电反应提供正电子，从而促进了光合作用.
从水生诱变技术来讲，通过高压电场主要使植株细胞间隙的距离拉大，细胞膜的渗透性更强，根系的薄壁组织更发达，对氧气的持有力更强，对水分及营养液的吸收更快，使根系的组织结构更为疏松，通气组织更发达，更适于水环境的生长。
由于静电场的作用；使植物根呼吸速率增大，根部放出CO2增多, CO2和H2O结合而产生H+和HCO-3,由于H+浓度的增加，使H+与基质中的阳离子交换的速率增大，因此，植物吸收离子的量增加．所以在电场势能的作用下，加强了细胞膜间的渗透性，加快了对水分及营养的运输及吸收；
另外研究还表明，高压电场能为植物提供ATP能量，（adenosine triphosphate）腹苷三磷酸的简称。由腺嘌吟、核糖和3个磷酸基团连接而成，水解时释放出能量较多，是生物体内最直接的能量来源。>从而也促进了光合作用。
另外电场处理，使植物组织的气孔对吸收二氧化碳的能力大大加强，所以在处理电场时最好结合二氧化碳的强制供应（也叫二氧化碳同补技术）。
正因上述的生理作用才使电场处理的植物生长速度加快，植物发育更为健壮，叶片更绿，产量更高，经电场处理的西红柿产量是对照的两倍以上，在其他植物上的运用也效果显著，在国外这种技术也叫电气栽培技术。
那么在水培中主要起什么作用呢，也就是电场处理除了上述作用外，还可使细胞间的间隙增大，薄壁组织更为发达，持氧能力大大提高，更有利于根系的水环境生长。而如果正负级倒置，效果又不一样，不是促进生长反而抑制生长，这又是什么原因呢，因负级在上方，电离后产生大量的负离子或带负电的电子，与叶片光电反应产生的正电子正好中和，从而消耗了大量能量，使植物组织大量地放出电子，从而抑制了光合作用，限制了生长，这也叫电场的负效应，但也不是所有植物都是正级布于上，负级置于下就会抑制生长，也有许多植物是以负电场为正效应，正电场为负效应。
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