CN102870777A - 一种缓释抑藻剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种缓释抑藻剂，包括质量比为0.623～0.650∶1的没食子酸和壳聚糖；所述缓释抑藻剂的配制方法为：将没食子酸配制成1200mg/L的没食子酸溶液；再按质量比壳聚糖∶没食子酸＝1∶1.2往没食子酸溶液中加壳聚糖；然后将混合溶液于25℃、200r/min下恒温振荡60min，再用慢速滤纸过滤得沉淀，最后将沉淀在25℃下真空干燥24h。本发明将化感物质没食子酸吸附在壳聚糖上让其在水体中缓慢低浓度的释放出来，既避免了没食子酸因局部浓度过高而产生副作用，同时还可以延长抑制藻类的作用时间。

Description

一种缓释抑藻剂及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种水污染控制领域，尤其涉及一种缓释抑藻剂，及缓释抑藻剂的制备方法。

【背景技术】

由于生活及工农业生产废污水导致水体富营养化，致使一些有害微藻成为水体中的优势种群并大量繁殖，引起了水华爆发，严重破坏水环境。如何有效控制藻类水华，治理富营养化水体是目前水环境领域的研究热点。其中，利用植物的化感作用来控制有害藻类生长的研究较为活跃，从目前的研究结果来看，酚酸类是活性较强的一类化感物质。

没食子酸(GA)亦称五倍子酸或棓酸，是一种有机酸，可见于五倍子、漆树、茶等植物中，化学式C₆H₂(OH)₃COOH，结构式如下：

没食子酸易溶于水、醇和醚；具有酚(易被氧化和三氯化铁水溶液生成蓝黑色沉淀)及羧酸(加热时失去二氧化碳成焦性没食子酸)的性质。国外学者已经从桉树和凤凰木中分离出水杨酸和没食子酸等酚酸类化感物质，并且研究了其对其他植物的抑制作用。但是，在自然环境中直接投放化感物质，容易造成局部浓度太高，对生态环境产生副作用，并且有效持续时间也较短。因而具有缓释功能的抑藻剂成为研究方向之一。

壳聚糖(CTS)又名脱乙酰甲壳素、可溶性甲壳素和甲壳胺等，化学名称为(1，4)-2-氨基-2-脱氧β-D-葡萄糖，是甲壳素衍生物，自然界唯一的碱性多糖。壳聚糖是一类资源丰富、可生物降解的天然聚合物，具有生物相容性、高电荷密度、无毒性和粘膜粘附性，广泛应用于生物医药和药物制剂领域，而在环境领域，作为环境友好材料，具有很好的经济效益和环境效益，越来越受到人们的重视和关注。壳聚糖作为天然高分子化合物，既能生物合成和降解，且不污染环境，可以用作良好的生物载体。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种缓释抑藻剂，可以缓慢释放没食子酸从而对淡水有害微藻如水华微囊藻进行较长期的抑制，有效控制藻类的生长繁殖。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之一的：一种缓释抑藻剂，包括质量比为0.623～0.650∶1的没食子酸和壳聚糖。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种所述的缓释抑藻剂的制备方法，工艺简单，生产成本低。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之二的：一种所述的缓释抑藻剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：称取没食子酸并将其溶解于蒸馏水中，然后于容量瓶中定容，配制成1200mg/L的没食子酸溶液，备用；

步骤2：称取壳聚糖并置于锥形瓶中，再将步骤1中获得的没食子酸溶液加入上述锥形瓶中，摇匀；所述锥形瓶中，壳聚糖和没食子酸的质量比为壳聚糖∶没食子酸＝1∶1.2；

步骤3：将步骤2中的锥形瓶置于温度为25℃、转速为200r/min的电热恒温振荡水槽中，恒温振荡60min，再用慢速滤纸过滤得沉淀；将沉淀在25℃下真空干燥24h，即得产品。

本发明的有益效果在于：将化感物质没食子酸吸附在壳聚糖上让其在水体中缓慢低浓度的释放出来，既避免了没食子酸因局部浓度过高而产生副作用，同时还可以延长抑制藻类的作用时间。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明中缓释抑藻剂对水华微囊藻叶绿素a的影响的曲线图。

图2为本发明中缓释抑藻剂对水华微囊藻生长的抑制率的曲线图。

图3为缓释抑藻剂、没食子酸和壳聚糖对水华微囊藻叶绿素a含量的影响的曲线图。

【具体实施方式】

一种缓释抑藻剂，包括质量比为0.623～0.650∶1的没食子酸和壳聚糖。

所述缓释抑藻剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：称取没食子酸并将其溶解于蒸馏水中，然后于容量瓶中定容，配制成1200mg/L的没食子酸溶液，备用；

步骤2：称取壳聚糖并置于锥形瓶中，再将步骤1中获得的没食子酸溶液加入上述锥形瓶中，摇匀；所述锥形瓶中，壳聚糖和没食子酸的质量比为壳聚糖∶没食子酸＝1∶1.2；

步骤3：将步骤2中的锥形瓶置于温度为25℃、转速为200r/min的电热恒温振荡水槽中，恒温振荡60min，再用慢速滤纸过滤得沉淀；将沉淀在25℃下真空干燥24h，即得产品缓释抑藻剂，然后将缓释抑藻剂保存于棕色细口瓶中。

所述步骤3中获得的滤液可重复利用，可往滤液中投加没食子酸溶解，并定容以使溶液中的没食子酸浓度达到1200mg/L，可用于代替步骤1中的溶液，使滤液循环利用。

采用水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)(FACHB-1028)(购自中国科学院武汉水生生物研究所淡水藻种库。采用BG11培养基置于PYX-250Q-B型人工气候箱中培养；培养条件为温度25℃，光照3000-4000lx，光暗比14h∶10h。培养期间每天定时摇瓶3次，同时随机调换三角瓶放置位置，尽量使各瓶的光通量保持一致以减小偶然误差。)测试本发明制得的缓释抑藻剂的抑藻效能。缓释抑藻剂投加过程，尽量分散投加，使缓释抑藻剂漂浮于水面，随水的波动自然沉降。

图1为本发明的缓释抑藻剂对水华微囊藻叶绿素a的影响，图2为本发明的缓释抑藻剂对水华微囊藻生长的抑制率，由图1-2可以看出，缓释抑藻剂的抑制效率随缓释抑藻剂使用浓度的升高而升高，且缓释抑藻剂的有效浓度为30mg/L以上(即1L水中，需以上缓释抑藻剂的30mg)，在此30mg/L时，缓释抑藻剂的药效期可达15d，抑藻率在99％以上；当缓释抑藻剂的浓度为60mg/L以上时，药效期可长达24d以上，抑藻率亦在99％以上，并且本发明的缓释抑藻剂可以吸附有色物质，净化水质。

将本发明的缓释抑藻剂，与传统的在水体中直接投放化感物质没食子酸作比较，如图3所示，在图3中ck代表对照空白曲线即未加任何物质时，水体中的水华微囊藻叶绿素a的含量随时间变化的曲线，y代表缓释抑藻剂对水华微囊藻叶绿素a含量的影响的曲线；k代表壳聚糖对水华微囊藻叶绿素a含量的影响的曲线，m代表没食子酸对水华微囊藻叶绿素a含量的影响的曲线。由图3可见，没食子酸加入初期表现出较高的抑藻率，几乎与本发明的缓释抑藻剂的曲线重合，但随着时间的推移，没食子酸不断消耗，抑制率降低，到第7d以后叶绿素a浓度逐渐变大，不能达到长期抑藻的效果；而缓释抑藻剂从第2d起表现出较高的抑制率，能持续有效地控制藻类的生长，药效期可长达24d。

综上所述，本发明具有以下优点：

1)没食子酸作为酚酸类化感物质具有较强的抑藻效果，在较低浓度便可以抑制藻类的生长。

2)壳聚糖作为吸附剂不仅仅起到保护和缓慢释放没食子酸的作用，而且可以对水中的有色有害物质进行吸附沉降。

3)壳聚糖已经工业化生产，价格低廉来源广泛。

4)本发明所制备的抑藻剂进行一次投加便可以进行长期的抑藻(长达24d以上)，控制了局部浓度过高的问题并且可以长期抑藻。

5)制备过程中的滤液可以循环使用，提高了没食子酸的利用率，节约了成本。

Claims (2)

1.一种缓释抑藻剂，其特征在于：包括质量比为0.623～0.650∶1的没食子酸和壳聚糖。

2.一种如权利要求1所述的缓释抑藻剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：称取没食子酸并将其溶解于蒸馏水中，然后于容量瓶中定容，配制成1200mg/L的没食子酸溶液，备用；

步骤2：称取壳聚糖并置于锥形瓶中，再将步骤1中获得的没食子酸溶液加入上述锥形瓶中，摇匀；所述锥形瓶中，壳聚糖和没食子酸的质量比为壳聚糖∶没食子酸＝1∶1.2；

步骤3：将步骤2中的锥形瓶置于温度为25℃、转速为200r/min的电热恒温振荡水槽中，恒温振荡60min，再用慢速滤纸过滤得沉淀；将沉淀在25℃下真空干燥24h，即得产品。

Images