CN103880189B - 利用耐高温枝角类净化水华的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用耐高温枝角类控制水华的方法，包括：步骤一、蓝藻培养；步骤二、耐高温枝角类培养：恒温箱设定32摄氏度，相对湿度为90，投喂饲料粉末条件下培养后，选取32摄氏度能够正常繁殖的枝角类备用；步骤三、蓝藻投放：选取一号、二号、三号3个实验组，一个对照组，在池塘中一字型排开，在3个实验组中，其投放耐高温枝角类的数量为三号200×10⁶个／L，二号为100×10⁶个／L，三号为50×10⁶个／L，投入所培养的蓝藻，使围隔内微囊藻数量均达到50×10⁶个／L；步骤四、结果检测：常规生长条件，培养10天后，检测对照组及实验组内蓝藻及耐高温枝角类浓度，结果显示，实验组耐高温枝角类数量相对对照组明显增加，蓝藻数量明显减少。

Description

利用耐高温枝角类净化水华的方法

技术领域

本发明属于环境治理领域，特别涉及一种利用耐高温枝角类净化水华的方法。

背景技术

水华(water blooms)，是淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象，是水体富营养化的一种特征，主要由于生活及工农业生产中含有大量氮、磷的废污水进入水体后，蓝藻(严格意义上应称为蓝细菌)、绿藻、硅藻等藻类成为水体中的优势种群，大量繁殖后使水体呈现蓝色或绿色的一种现象。也有部分的水华现象是由浮游动物——腰鞭毛虫引起的。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。此外，自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞，漂浮在水面上的“水华”影响景观，并有难闻的臭味。同时，大量死亡的蓝藻尸体分解时消耗氧气，造成鱼类及水生物的窒息死亡。因此控制、降低蓝藻的危害引起了全人类的高度关注，是一个世界性的难题。

现有技术中，处理因蓝藻引起的水华常采用如下方法：

1、物理方法：当蓝藻水华时可人工用稻草绳将蓝藻赶到一边后用舀子打捞起来，或待起风时在下风口收集蓝藻，同时加注新水，但费时且不能根治；超声波和高压放电也有明显效果，缺点是不易普遍和大规模实施；丁彩霞等通过抽水机和滤袋制作了一套循环抽水的装置来过滤掉蓝藻，效果比较显著。该方法适用于小面积且水源较好的养殖水体。但物理法清除不彻底，且需要消耗大量人力物力，方法适用性有限。

2、化学方法：生产实践中，蓝藻水华时常先用消毒剂杀灭蓝藻，首先可使用150kg／(hm·m)的漂白粉于晴天上午全池泼洒，同时也可使用抗生素杀灭蓝藻，臧晓南等同通过药敏试验得出红霉素、氯霉素和链霉素3种抗生素对蓝藻敏感，致死浓度为0.1、0.5和5.0g／cm³，由于抗生素会造成药物残留，因此成鱼养殖中使用抗生素时需考虑休药期与出塘时间；杀灭藻类后可用13.5kg／(hm·m)的磷肥，调节氮磷比，促进硅藻等有益藻成为优势藻相，从而抑制蓝藻的繁殖；最后再使用EM菌进行水培。有资料记载，三氯异氰尿酸也可杀灭蓝藻，其效果是否明显还需进一步研究。化学方法适用于养殖面积适中且水源不佳的养殖水体。但显而易见，化学法会对水体造成污染，对水中的鱼类等有害。

3、生物方法：蓝藻不能被大多数鱼类消化利用，通过研究证实，目前罗非鱼、鲢鳙鱼及蚌、螺等水生动物可以利用或抑制蓝藻。刘健康等在武汉东湖用鲢鳙鱼进行围隔试验，证明了滤食浮游生物的鲢鳙鱼可直接抑制微囊藻的繁殖，金春华等通过在宁波月湖中放养鲢鳙鱼和三角帆蚌，抑制了水华现象的出现，尹春华等研究发现，高密度投放罗非鱼能显著减少水体中的蓝藻。但本方法处理效果有限，且因所选择鱼类生存条件限制，对水体环境有较为严格大要求。且食用大型养殖动物摄食和利用蓝藻的效果有限，且蓝藻也不能成为它们真正的食物，因为其毒性极难消化。

在自然界，枝角类的繁殖高峰是春季，其次是秋季，在夏季及冬季生物量非常少，这是由于大多数枝角类适宜其无性繁殖的温度是15～25℃，夏季及冬季不适宜它们繁殖及生存。但事实上，自然界中也确实存在着极少数耐高温及耐低温的枝角类个体，将其采集、并进行若干代定向筛选培育，就有可能培育出耐高温及耐低温的枝角类优良品种。将枝角类应用于水产养殖和蓝藻控制便成为可能。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提出一种利用耐高温枝角类净化水华的方法，具有成本低，方法简单，易操作，无二次污染的特点。且使用耐高温枝角类净化水华避免了其毒性对养殖动物的危害，还可以成为其正常的饵料源之一，既可控制蓝藻，还可以促进枝角类的生长而给养殖动物提供优质的饵料生物。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种利用耐高温枝角类净化水华的方法，包括如下步骤：

步骤一、蓝藻培养：在无菌常温条件下，于光照丰富处利用蓝藻培养基培养蓝藻；

步骤二、耐高温枝角类培养：恒温箱设定32摄氏度，相对湿度为90，投喂饲料粉末条件下培养后，选取32摄氏度能够正常繁殖的枝角类备用；

步骤三、蓝藻投放：选取一号、二号、三号3个实验组，一个对照组，在池塘中一字型排开，在3个实验组中，其投放耐高温枝角类的数量为三号200×10⁶个／L，二号为100×10⁶个／L，三号为50×10⁶个／L，投入所培养的蓝藻，使围隔内微囊藻数量均达到50×106个／L；

步骤四、结果检测：常规生长条件，培养10天后，检测对照组及实验组内蓝藻及耐高温枝角类浓度，结果显示，实验组耐高温枝角类数量相对对照组明显增加，蓝藻数量明显减少。

进一步的，步骤一中所述蓝藻为水华微囊藻。

进一步的，步骤二中所述耐高温枝角类选取耐高温裸腹蚤。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明提出一种利用耐高温枝角类净化水华的方法，具有成本低，方法简单，易操作，无二次污染的特点。且使用耐高温枝角类净化水华避免了其毒性对养殖动物的危害，还可以成为其正常的饵料源之一，既可控制蓝藻，还可以促进枝角类的生长而给养殖动物提供优质的饵料生物。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细说明：

一种利用耐高温枝角类净化水华的方法，包括如下步骤：

步骤一、蓝藻培养：在无菌常温条件下，于光照丰富处利用蓝藻培养基培养蓝藻；

步骤二、耐高温枝角类培养：恒温箱设定32摄氏度，相对湿度为90，投喂饲料粉末条件下培养后，选取32摄氏度能够正常繁殖的枝角类备用；

步骤三、蓝藻投放：选取一号、二号、三号3个实验组，一个对照组，在池塘中一字型排开，在3个实验组中，其投放耐高温枝角类的数量为三号200×10⁶个／L，二号为100×10⁶个／L，三号为50×10⁶个／L，投入所培养的蓝藻，使围隔内微囊藻数量均达到50×10⁶个／L；

步骤四、结果检测：常规生长条件，培养10天后，检测对照组及实验组内蓝藻及耐高温枝角类浓度，结果显示，实验组耐高温枝角类数量相对对照组明显增加，蓝藻数量明显减少。

进一步的，步骤一中所述蓝藻为水华微囊藻。

进一步的，步骤二中所述耐高温枝角类选取耐高温裸腹蚤。

试验例：

1.材料与方法

1.试验材料：

1.1围隔

1.1.1.基本结构：本试验围隔为自制，围隔由基本支架以及外围隔幔组成，形状根据水体设置，由长方体到正方体不等。本试验根据池塘采取底边为1米的正方形、高为2.3米的长方体。水面以上超高0.27米，体积为2.17m³。

1.1.2围隔材料：本试验围隔材料为角钢制骨架，由螺丝固定，外面套塑料薄膜，直接沉入水中，使围隔底部与池塘底泥紧密接触，形成一个封闭的空间。

1.1.3选定池塘：本次选定池塘为西南大学荣昌校区三号教学楼外的观赏池。本池有若干鲤鱼，用于观赏。水质较好，适于枝角类及蓝藻生长。

1.2枝角类：耐高温裸腹蚤(学名：Moina)，来自于校区蠡园，由我系耐高温耐高温裸腹蚤课题组提供。

1.3微囊藻：铜绿微囊藻(学名：Microcystis aeruginosa)，由贺蓉老师提供。

1.4微囊藻培养液：BG-11培养基

NaNO₃：1.5g、K₂HPO₄：0.04g、MgSO₄*7H₂O：0.075g、CaCl₂*7H₂O：0.036g、

Na₂CO₃：0.02g、无水柠檬酸：0.006g、柠檬酸铁：0.006g、微量元素溶液A5：1ml、氨苄青霉素(终浓度)：50μg／ml、蒸馏水：1000ml、琼脂：20.0g。附：微量元素溶液A5配方：H₃BO₄：2.86g、MnCl₂*4H₂O：1.81g、ZnSO₄：0.222g、Na₂MoO₄：0.39g、CuSO₄*5H₂O：0.079g、Co(NO₃)₂*6H₂O：49.4g。

2.试验方法

2.1微囊藻的培养

a.微囊藻培养：在无菌条件下配置微囊藻培养液BG11培养基

b.微囊藻无菌接种操作

c.培养方式：常温条件下置于光照丰富处。

2.2耐高温裸腹蚤的培养

a.枝角类选择：耐高温裸腹蚤

b.培养方式：恒温箱设定32摄氏度，湿度为90，投喂饲料粉末。

2.3试验设计

本试验选取3个实验组，一个对照组。在池塘中以一字型排开。在3个实验组中，分别编号为一号、二号、三号。其投放耐高温裸腹蚤(Moina)的数量三号200×10⁶个／L，二号为100×10⁶个／L，三号为50×10⁶个／L。投入所培养的微囊藻(Microcystis)，使围隔内微囊藻数量均达到50×10⁶个／L。附围隔在池塘的排列。

2.4水中耐高温裸腹蚤、微囊藻数量检测

将浓缩沉淀后的水样充分摇匀，摇匀后立即用0.1ml吸量管吸出0.1ml样品，注入0.1ml计数框内(计数框的表面积最好是20×20mm²)，小心盖上盖玻片(22×22mm²)，在盖盖玻片时，要求计数框内没有气泡，样品不溢出计数框。然后在14×40或16×40倍显微镜下计数。即在400-600倍显微镜下计数。每瓶标本计数两片取其平均值，每片大约计算50～100个视野，但视野数可按浮游植物的多少而酌情增减，如平均每个视野不超过1～2个时，要数200个视野以上，如果平均每个视野有5～6个时要数100个视野，如果平均每个视野有十几个时数50个视野就可以了。同一样品的两片计算结果和平均数之差如不大于其均数的±15％，其均数视为有效结果，否则还必须测第三遍，直至三片平均数与相近两数之差不超过均数的15％为止，这两个相近值的平均数，即可视为计算结果。

在计数过程中，常碰到某些个体一部分在视野中，另一部分在视野外，这时可规定出在视野上半圈者计数，出现在下半圈者不计数。数量最好用细胞表示，对不宜用细胞数表示的群体或丝状体，可求出其平均细胞数。

2.5水体部分理化指标测量

2.5.1温度以及pH值

2.5.1.1温度：取出水样后用温度计测量其温度，因存在误差，因此测三次之后取其平均值既为测量数据。

2.5.1.2pH值：pH值的测定采用玻璃电极法。

仪器：酸度计ZH175

2..5.2透明度

透明度的测定采用塞奇板法：将透明度盘慢慢地放入水中，直到刚好看不到板面白色为止，然后再稍微往上提，直到刚好能看到板面白色为止，记下这两个深度，取平均值，就是水体的透明度。

2.5.3总磷

2.5.3.1制定标准曲线

(a)用10mL刻度吸管分别移取0.00，0.50，1.00，1.50，3.00，5.00，10.00到50ml的比色管中，加纯水至25mL刻度线。(b)用5mL刻度吸管加入4mL过硫酸钾，塞紧磨口塞，用纱布和线将玻璃塞扎紧。(c)将比色管置于大烧杯中，放入120℃的电热鼓风干燥箱消解，30min后取出，冷至室温，并用纯水稀释至5mL刻度线。(d)向各份消解液中加入1ml抗坏血酸，2mL钼酸盐溶液，充分混匀，显色15min。(e)用10mm石英比色皿，在700nm波长下，以纯水为参比，测定吸光度。(f)再测定样品的吸光度最后以扣除空白后的标准系列各点测定值为纵坐标，以相应标准溶液磷含量(g)为横坐标，绘制标准曲线。

样品测定

2.5.3.2测定总磷

(a)用25ml胖肚移液管移取25.0mL经稀释定容后的标样于50mL比色管中。(b)按标准曲线绘制步骤(b)～(e)操作，最后以纯水为参比，测得样品吸光度，代入曲线回归方程，得到磷含量(g)。(c)然后再代入计算公式，得出试样中磷的含量，即：总磷(mg／l)=m／v[中：m一从标准曲线上查得的含磷量(g)；v-试样体积]

2.5.4溶氧的测定(碘量法)

2.5.4.1取铬酸钾标准溶液20.00ml于250ml碘量瓶中，加入碘化钾溶液5ml和稀硫酸溶液2ml，盖上瓶口混合均匀并在暗处置放5min，加纯水50ml，一硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄，加入淀粉溶液1ml，继续滴定无色为止，读取读数，计算硫代硫酸钠的准确浓度：C=(0.01000×20.00)／V(mol／L)

2.5.4.2小心打开已固定溶氧的水样瓶盖，于水样中加入1+1硫酸溶液1-2ml，盖上瓶盖摇动水样瓶，使沉淀完全溶解，再把瓶中溶液全部倒入锥形瓶中，再用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄，加入淀粉溶液1ml，再滴定至无色，几下读数n。

2.5.4.3结果计算DO(mg／l)=(8.000X1000Cn)／V[其中：C=硫代硫酸钠标准溶液的准确浓度(mol／l)；n=滴定水样消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积(ml)；V=滴定水样的实际体积(ml)]。

从4月18日放入耐高温裸腹蚤以及微囊藻之后，从4月22日到5月3日进行了4次数据检测。分别采集水样采中层(50cm)水样进行测量。采样时刻为早上10：00，试验期间水温变化范围为22℃～26℃。

3.试验结果

3.1耐高温裸腹蚤数量变化

在本试验中，围隔里面耐高温裸腹蚤均呈逐渐增长趋势，但是却不是呈明显的直线上升，在对照组里面的耐高温裸腹蚤数量先于放入有增长，在此后达到一种动态变化。具体详细数据见下表1。

表1.耐高温裸腹蚤数量变化

3.2微囊藻数量变化

在投入耐高温裸腹蚤之后微囊藻的数量减少，但由于天气的影响，其中耐高温裸腹蚤与微囊藻的关系呈现相应的变化。随着时间的积累，微囊藻数量逐渐减少，但根据生物之间的关系，可以预计在后来一段时间由于微囊藻的减少，耐高温裸腹蚤也会减少。但是在对照组中耐高温裸腹蚤变化不太明显，微囊藻却呈现急速上涨的趋势，可以断定，在加入微囊藻之后，其成为优势藻类，增长明显。详细见下表2。

表2.微囊藻数量变化

3.3温度以及pH值的变化

在对照组中，pH值变化不太明显，这是因为耐高温裸腹蚤数量大大不如其他三个实验组，所以可以得出耐高温裸腹蚤的增长对于水中pH变化有明显影响。在三组实验组中，因为耐高温裸腹蚤的数量不同，因此影响水体PH的程度也不同，可以看出，pH的下降趋势与耐高温裸腹蚤的增长呈正比关系。是天气的影响也不能忽视，温度影响水生生物的生长情况，因此在温度较低的情况下变化也不太明显。具体见表3。

表3.温度以及pH值变化

3.4透明度的变化

水生植物影响着水体的透明度，对照组微囊藻增长较快，因此透明度也因此逐渐降低，而三个实验组中耐高温裸腹蚤对于微囊藻控制有明显效果，因此透明度也逐渐升高，但是在天气的影响下，控制并不是呈现曲线增长，但是明显能测出透明度的变化。具体见表4。

表4.透明度变化

3.5总磷的变化

已有研究认为：水体中营养离子是限制藻类生物量的主要因素，在海水中氯是主要因子.而在淡水中磷是主要园子。本研究结果中总磷含量的影响是主要的。因此可以看出在耐高温裸腹蚤增长的同时，总磷也在减少，说明藻类增长明显，但是在耐高温裸腹蚤的影响下，藻类变化却呈现降低趋势，因此可以看出在后面一段时间在耐高温裸腹蚤与藻类达到平衡后，总磷也会保持一定的大体范围。本试验数据见表5

表5.总磷的变化

3.6溶氧的变化

本试验在没有干扰的对照组中，由于微囊藻的大量繁殖，水中溶氧也逐渐增长，在三个实验组中，因为耐高温裸腹蚤的干扰，微囊藻得到控制，因此水中溶氧也随之减少。在对照组中微囊藻达到一定水平之后溶氧反而降低，因此需要考虑到对照组中微囊藻繁殖的影响，不过总体来说，耐高温裸腹蚤对水体溶氧有明显的影响。具体见表6。

表6.溶氧变化

4、结果分析：由上述实验结果可知

耐高温裸腹蚤对于微囊藻在数量上具有控制作用，具体表现在在耐高温裸腹蚤大量繁殖的同时，微囊藻因为耐高温裸腹蚤的吞食，数量逐渐降低，但在未投放耐高温裸腹蚤的试验中，微囊藻反而呈现增长趋势。在此过程中微囊藻和耐高温裸腹蚤达到一种动态平衡，因此可以断定耐高温裸腹蚤在吞噬微囊藻的过程中本身也得到的增长，那么在处理微囊藻的同时也应该必须考虑到耐高温裸腹蚤的增长带来的不良影响，当耐高温裸腹蚤成为优势物种的时候就应该控制其增长。在实际应用的时候投放耐高温裸腹蚤的数量需要根据微囊藻的量来改变。

由于微囊藻的减少、耐高温裸腹蚤的增加，水质情况也在变化。水中透明度因为微囊藻的数量不断变化，微囊藻减少导致透明度增加，而在对照组中可以看出没有耐高温裸腹蚤控制的透明度因为微囊藻的繁殖在不断降低。且耐高温裸腹蚤在一定程度上影响着水中的PH值。磷是影响水中浮游植物的重要物质，微囊藻在增长的过程吸收水中的磷元素，但是实验组中总磷跟微囊藻的数量都在降低，因此说明微囊藻增长速度不及耐高温裸腹蚤的控制速度，但是水中始终处于一种动态的平衡当中。水中的溶氧主要由水生浮游植物提供，因此微囊藻的繁殖在收到耐高温裸腹蚤繁殖的影响下水中的溶氧也逐渐降低。因此可以得出在清除微囊藻的同时，耐高温裸腹蚤对水质的改良还是有一定良性发展的。

在生产上的应用

本发明提出一种利用耐高温枝角类净化水华的方法，具有成本低，方法简单，易操作，无二次污染的特点。且使用耐高温枝角类净化水华避免了其毒性对养殖动物的危害，还可以成为其正常的饵料源之一，既可控制蓝藻，还可以促进枝角类的生长而给养殖动物提供优质的饵料生物。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种利用耐高温枝角类净化水华的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、蓝藻培养：在无菌常温条件下，于光照丰富处利用常用蓝藻培养基培养蓝藻；

步骤二、耐高温枝角类培养：恒温箱设定32摄氏度，相对湿度为90，投喂饲料粉末条件下培养后，选取32摄氏度能够正常繁殖的枝角类备用；

步骤三、蓝藻投放：选取一号、二号、三号3个实验组，一个对照组，在池塘中一字型排开，在3个实验组中，其投放耐高温枝角类的数量为三号200×10⁶个/L，二号为100×10⁶个/L，三号为50×10⁶个/L，投入所培养的蓝藻，使围隔内微囊藻数量均达到50×10⁶个/L；

步骤四、结果检测：常规生长条件，培养10天后，检测对照组及实验组内蓝藻及耐高温枝角类浓度，结果显示，实验组耐高温枝角类数量相对对照组明显增加，蓝藻数量明显减少。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述蓝藻为水华微囊藻。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中所述耐高温枝角类选取耐高温裸腹蚤。