CN107637550A

CN107637550A - 一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法

Info

Publication number: CN107637550A
Application number: CN201710814236.2A
Authority: CN
Inventors: 刘俊稚; 葛亚明; 穆军; 孙静亚
Original assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Current assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2018-01-30

Abstract

本发明提供一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，滤除方法为：将贝类从富含重金属的环境转移至清水或海水中，饥饿处理1~2天；将贝类转移至新的清水或海水中，饲喂饵料微藻，静置培养1~8天；后将贝类转移至新的清水或海水中，重复滤除1~3次，本发明的滤除方法利用饵料微藻滤除贝类重金属时无需杀死贝类，且重金属去除效率高，效果好，不仅投资小、操作简便，且不会造成二次污染，对藻类进行回收，还可重复利用，节约资源。

Description

一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法

技术领域

本发明涉及贝类净化技术领域，具体涉及一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法。

背景技术

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。藻类个体大小悬殊，其中，只有在显微镜下才能分辨其形态的微小藻类类群被人们称为微藻（microalgae），故此微藻不是一个分类学上的名称。

我国贝类资源丰富，是世界第一大贝类生产和出口国。虽然滤除外部环境中所含重金属的方法有很多，但在维持贝类正常生命状况下滤除其体内重金属的方法却较很少。因此，生产实践中迫切需求一种能够有效降低贝类体内重金属含量的技术方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，本方法操作简单，所需成本低，重金属去除率高，且对贝类的伤害小，对环境不会造成二次污染。

本发明为解决上述技术问题所采取的方案为：一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，滤除方法为：将贝类从富含重金属的环境转移至清水或海水中，饥饿处理1~2天；将贝类转移至新的清水或海水中，饲喂饵料微藻，静置培养1~8天；后将贝类转移至新的清水或海水中，重复滤除1~3次，本发明的滤除方法利用饵料微藻滤除贝类重金属时无需杀死贝类，具有投资小、操作简便、不会产生二次污染等优点。

作为优选，饵料微藻种类为巴夫藻、小球藻、小新月菱形藻、扁藻、角毛藻、褐指藻和塔胞藻中的一种或多种，所选的微藻藻中为贝类喜食种类，贝类的摄食率高，且饲喂后贝类具有较高的滤水率，可有效提高贝类体内重金属去除率。

作为优选，饵料微藻在水体中的饲喂浓度保持在 /mL，在此浓度下，贝类可摄食过量饵料微藻，增加贝类体内微藻数量，从而提升微藻吸附贝类体内重金属的量，且此浓度下微藻不会过多消耗氧气，避免了贝类因氧气不足而导致死亡的情况。

作为优选，静置培养时水温控制在20~27℃，水体pH值调节至7.2~7.7，此培养条件下贝类的生长效果好，新陈代谢旺盛，最为适合贝类体内的重金属排出。

作为优选，饥饿处理为饲喂贝类正常进食量的68~75%的常规饵料，常规饵料为市场上购买的普通饲料，饥饿处理可使贝类肠胃中沉积物排出，进而增加对饵料微藻的摄食量，饥饿处理后贝类体内细胞处于同一增值相，当摄食了饵料微藻后，可有效吸收微藻的营养物质，且体内细胞易达到吸收满足状态，使更多的饵料微藻可携带重金属从体内被排出，加快重金属去除效率。

作为优选，饵料微藻生产方法为：根据贝类需求选取小球藻、扁藻以及巴夫藻三种微藻藻种；采用光生物反应器加入微藻培养液对所选藻种分别进行藻种培养，获得密度为个细胞/mL的微藻藻液；按小球藻32~45份、扁藻25~31份、巴夫藻17~22份配制成总密度为个细胞/mL的饵料复合微藻，本饵料微藻生产方法将多种微藻温和制成复合饵料，不仅营养均衡，贝类摄食后可有效促进生长，且可降低其发病率，还可同时吸附多种重金属，提高贝类体内重金属的去除率，多种重金属的同时去除，减少了去除步骤，节约去除成本。

作为优选，微藻培养液成分及其重量份为：氯化镁0.07~0.13份、碳酸氢钠1~1.3份、泛酸钙0.4~0.6份、壳聚糖0.9~1.3份、次硝酸铋0.001~0.003份、饭麦石粉0.03~0.07份、葡萄糖0.08~0.12份、丙二酸钠0.02~0.07份、硫胺素0.002~0.004份、磷酸二氢钠0.03~0.05份、甘草酸二钾0.01~0.02份、生物素0.3~0.5份，本培养液配方合理，用于培养藻类可显著促进藻类生长繁殖，次硝酸铋和甘草酸二钾的加入可增加藻类细胞膜表面能与金属离子强合的活性位点的数量，从而可有效提高后续重金属的去除率，其作用机理尚不明确，有待进一步研究。

作为优选，藻种培养时培养条件为：培养温度28~36℃，搅拌转速95~123r/min ，通气量64~82L/h，光照强度4500~5600Lx，该条件下藻种细胞不易受到伤害，且生长代谢速率快，该培养条件可有效防止微藻细胞附壁或沉降，且光生物反应器中营养物质分布均匀，且可防止微藻代谢产物局部浓度过高，从而有利于微藻的正常生长代谢，该条件下溶液中CO2浓度和O2浓度适宜，微藻光合作用速率高，微藻细胞壁周围的液膜阻力小，有利于促进微藻的生长。

与现有技术相比，本发明的有益效果为:本发明通过贝类摄取过量饵料微藻吸附贝类体内重金属，随着微藻被贝类排出体内而去除贝类体内重金属，本去除方法无需杀死贝类，且重金属去除效率高，效果好，不仅投资小、操作简便，且不会造成二次污染，对藻类进行回收，还可重复利用，节约资源；2）本发明中饵料微藻生产方法简单高效，且有效实现多种藻类复合，提高饵料营养以及增加重金属的去除种类；3）微藻培养液成分配比合理，为微藻的生长繁殖提供充足的营养，且次硝酸铋和甘草酸二钾的加入可增加藻类细胞膜表面能与金属离子强合的活性位点的数量，从而可有效提高藻类对重金属的吸附能力。

具体实施方式

以下结合实施例作进一步详细描述：

实施例1：

一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其步骤为：

1）取微藻培养液：其成分及其重量份为：氯化镁0.09份、碳酸氢钠1.1份、泛酸钙0.46份、壳聚糖1份、次硝酸铋0.0015份、饭麦石粉0.036份、葡萄糖0.09份、丙二酸钠0.03份、硫胺素0.0028份、磷酸二氢钠0.037份、甘草酸二钾0.015份、生物素0.33份；

2）生产饵料微藻：选取小球藻、小新月菱形藻、塔胞藻以及巴夫藻四种微藻藻种；采用光生物反应器加入微藻培养液对所选藻种分别进行藻种培养，培养条件为：培养温度30℃，搅拌转速100r/min ，通气量75L/h，光照强度4800Lx，获得密度为个细胞/mL的微藻藻液；按小球藻36份、小新月菱形藻27份、塔胞藻6份、巴夫藻21份配制成总密度为个细胞/mL的饵料复合微藻；

3）贝类体内重金属滤除：选取蛏子作为本实施例用贝类，将蛏子从富含重金属的环境转移至海水中，饲喂贝类正常进食量的71%的常规饵料进行饥饿处理1天；将贝类转移至新的海水中，饲喂饵料微藻，静置培养3天，静置培养期间水体中饵料微藻浓度保持在/ /mL，水温控制在22℃，水体pH值调节至7.3；后将贝类转移至新的海水中，重复滤除2次，常规饵料为蛏子全价饵料，购买于江西牧鱼人农业生物科技有限公司。

本实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。

实施例2：

一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其步骤为：

1）将贝类从富含重金属的环境转移至海水中，饲喂贝类正常进食量的73%的常规饵料进行饥饿处理2天；

2）将贝类转移至新的海水中，饲喂饵料微藻，静置培养5天，静置培养期间水体中饵料微藻浓度保持在 /mL，水温控制在25℃，水体pH值调节至7.6；

3）后将贝类转移至新的海水中，重复滤除2次。

料饵微藻的生成方法为：选取小球藻、小新月菱形藻、塔胞藻以及巴夫藻四种微藻藻种；采用光生物反应器加入微藻培养液对所选藻种分别进行培养，培养条件为：培养温度31℃，搅拌转速98r/min ，通气量77L/h，光照强度5000Lx，获得密度为个细胞/mL的微藻藻液；按小球藻38份、小新月菱形藻27份、塔胞藻6份、巴夫藻18份配制成总密度为个细胞/mL的饵料复合微藻。

料饵微藻的生成方法中的光生物反应器内壁涂覆有防粘涂料，防粘涂料由以下成分及重量份组成：氯磺化聚乙烯56-70份、N-羟甲基甘氨酸钠0.7-0.75份、石墨6-18份、3-氨丙基三羟基硅烷0.03~0.05份、二硫化钼0.6-2.3份、双酚A二异丙醇醚0.01-0.04份，在光生物反应器内壁涂覆防粘涂料并烘干后可形成一层防粘涂层，添加的双酚A二异丙醇醚和3-氨丙基三羟基硅烷可提高各组分分子相容，涂覆过程中在光生物反应器内壁分子间形成致密的薄膜，可有效提高光生物反应器内部的防粘性能，避免营养液粘黏堆积从而导致光生物反应器内出现部分浓度过高影响培养效果，还可提高氧气流通排出，避免了溶氧过高对微藻生长的危害，且本涂层成膜致密稳定，不易气泡、脱落以及开裂，可实现长久保护效果。

上述贝类体内重金属去除步骤中，贝类选取蛏子为对象，常规饵料为蛏子全价饵料，购买于江西牧鱼人农业生物科技有限公司。

实施例3：

一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其步骤为：将蛏子从富含重金属的环境转移至海水中，饲喂蛏子正常进食量的69%的常规饵料进行饥饿处理2天；将蛏子转移至新的清水或海水中，饲喂饵料微藻，静置培养7天，静置培养期间水体中饵料微藻浓度保持在 /mL，水温控制在26℃，水体pH值调节至7.3；后将蛏子转移至新的清水或海水中，重复滤除2次，常规饵料为蛏子全价饵料，购买于江西牧鱼人农业生物科技有限公司，其中，料饵微藻的生成方法为：选取小球藻、小新月菱形藻、塔胞藻以及巴夫藻四种微藻藻种；采用光生物反应器加入微藻培养液对所选藻种分别进行培养，培养条件为：培养温度33℃，搅拌转速116r/min ，通气量80L/h，光照强度5300Lx，获得密度为个细胞/mL的微藻藻液；按小球藻42份、小新月菱形藻30份、塔胞藻8份、巴夫藻20份配制成总密度为个细胞/mL的饵料复合微藻。

实施例1~3的贝类体内重金属去除方法与对照组进行实验，研究本发明去除方法的重金属去除率，实验共分为4组，每组选取30个样品进行，对照组操作方法为：将贝类从富含重金属的环境转移至清水中，进行饥饿处理；将贝类转移至新的清水中，饲喂常规饵料，静置培养；后将贝类转移至新的清水中，重复滤除，其他条件控制均与实施例3相同。

实验中所用贝类为蛏子，常规饵料为蛏子全价饵料，购买于江西牧鱼人农业生物科技有限公司，采用AA-3300火焰原子吸收分光光度计，购买于上海元析仪器有限公司，对蛏子体内铅、铁、铜、镉和锌五种元素的含量进行测量并计算，其滤除公式为：

η（%）= ，其中，η为滤除率，C0为元素初始浓度（mg/L），Ce为实验结束后元素浓度（mg/L）

实验组别	实施例1	实施例2	实施例3	对照组
					铅滤除率（%）	87.59	96.72	91.34	12.31
铁滤除率（%）	87.21	75.79	81.62	8.92
					铜滤除率（%）	89.06	95.36	82.4	10.55
镉滤除率（%）	80.11	76.59	86.35	13.67
					锌滤除率（%）	77.58	72.41	80.35	7.63

由上述实验数据可得，本发明的饵料微藻对贝类体内铅、铁、铜、镉和锌等重金属具有优良的吸附滤除作用，可有效滤除贝类体内重金属。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其特征在于：所述的滤除方法为：将贝类从富含重金属的环境转移至清水或海水中，饥饿处理1~2天；将贝类转移至新的清水或海水中，饲喂饵料微藻，静置培养1~8天；后将贝类转移至新的清水或海水中，重复滤除1~3次。

2.根据权利要求1所述的一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其特征在于：所述的饵料微藻种类为巴夫藻、小球藻、小新月菱形藻、扁藻、角毛藻、褐指藻和塔胞藻中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其特征在于：所述饵料微藻在水体中的饲喂浓度保持在/mL。

4.根据权利要求1所述的一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其特征在于：所述的静置培养时水温控制在20~27℃，水体pH值调节至7.2~7.7。

5.根据权利要求1所述的一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其特征在于：所述的饥饿处理为饲喂贝类正常进食量的68~75%的常规饵料。

6.根据权利要求1所述的一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其特征在于：所述的饵料微藻生产方法为：根据贝类需求选取小球藻、扁藻以及巴夫藻三种微藻藻种；采用光生物反应器加入微藻培养液对所选藻种分别进行藻种培养，获得密度为个细胞/mL的微藻藻液；按小球藻32~45份、扁藻25~31份、巴夫藻17~22份配制成总密度为个细胞/mL的饵料复合微藻。

7.根据权利要求6所述的一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其特征在于：所述的微藻培养液成分及其重量份为：氯化镁0.07~0.13份、碳酸氢钠1~1.3份、泛酸钙0.4~0.6份、壳聚糖0.9~1.3份、次硝酸铋0.001~0.003份、饭麦石粉0.03~0.07份、葡萄糖0.08~0.12份、丙二酸钠0.02~0.07份、硫胺素0.002~0.004份、磷酸二氢钠0.03~0.05份、甘草酸二钾0.01~0.02份、生物素0.3~0.5份。

8.根据权利要求6所述的一种利用饵料微藻滤除贝类体内重金属的方法，其特征在于：所述的藻种培养时培养条件为：培养温度28~36℃，搅拌转速95~123r/min ，通气量64~82L/h，光照强度4500~5600Lx。