CN107743984A - 一种多功能抑藻剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能抑藻剂的制备方法，属于水体污染控制技术领域。本发明将马蹄莲，芦苇，槟榔，大蒜，艾蒿混合粉碎，得混合粉碎料；将混合粉碎料，沼液和葡萄糖溶液倒入发酵罐中，恒温密闭发酵，得发酵产物；将发酵产物，果皮提取液，氯化亚铁溶液，高岭土和水搅拌混合，得混合浆料；将混合浆料均匀平铺于塑料水槽中，再向塑料水槽加入蚯蚓，将塑料水槽移入温室中养殖，养殖结束后，即得蚯蚓粪；将蚯蚓粪，卡波姆液，壳聚糖液，海藻酸钙液，搅拌混合，过滤，即得多功能抑藻剂。本发明提供的多功能抑藻剂对藻类的抑制效果得到了有效提高，具有优异的抑制效果。

Description

一种多功能抑藻剂的制备方法
技术领域
本发明公开了一种多功能抑藻剂的制备方法，属于水体污染控制技术领域。
背景技术
近年来，水体富营养化及其引发的水华问题日益严峻，水体的景观和生态功能受到严重影响。在众多治理水华的研究中，利用化感作用抑制藻类的生长因其可生物降解性和生态安全性而日益受到重视。化感物质是化感作用的载体，酚酸类物质是活性较强的一类化感物质，其中水杨酸、没食子酸和儿茶酚普遍存在于多种植物的化感物质中，在较低浓度就有较强的化感作用，
许多学者已经将其分离并且研究了它们对藻类和其他植物的抑制作用。Kamaya等的研究结果表明水杨酸对几种绿藻具有明显的抑制效果。Wang等证明没食子酸等化感物质对铜绿微囊藻的生长有明显的抑制作用。但是，这些研究都是在模拟水体环境中直接投放酚酸类化感物质，容易造成局部浓度太高而对其他生物造成严重影响，并且抑藻的有效时间也较短。因此，利用具有缓释功能的抑藻剂来控制水华藻类生长，可能成为治理水华更有效的方法。壳聚糖是自然界唯一的碱性多糖，并且是一类资源丰富、可生物降解的天然聚合物。梁想等利用甲壳素、壳聚糖等生物载体吸附水溶液中铜离子后对赤潮生物的杀灭和控制作用，避免了直接投加硫酸铜产生的局部浓度高而伤害鱼类的缺点。陈玉成等以壳聚糖作载体合成缓释性的壳聚糖载铜灭藻剂，能有效控制蛋白核小球藻的生长，且随着灭藻剂用量增加，灭藻率增大。同时，壳聚糖作为吸附剂，对于水中重金属和砷等有害物质的去除以及净化水质也有了较多的研究。综上所述，酚酸类化感物质作为抑制剂在抑藻作用机理方面已经有了一定研究，但是还存在抑藻物质浓度分部不均和持续时间不足的问题，而且传统抑藻剂还存在对藻类的抑制效果不佳的问题，因此，还需对其进行研究，从而为高效、安全的控制藻类生长繁殖，防止和治理水华爆发提供可靠的科学依据。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统抑藻剂对藻类的抑制效果不佳的问题，提供了一种多功能抑藻剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按重量份数计，将10～20份马蹄莲，10～20份芦苇，10～20份槟榔，10～20份大蒜，10～20份艾蒿混合粉碎，得混合粉碎料；
（2）按重量份数计，将20～30份混合粉碎料，3～5份沼液和20～30份葡萄糖溶液倒入发酵罐中，恒温密闭发酵，得发酵产物；
（3）按重量份数计，将20～30份发酵产物，10～20份果皮提取液，10～20份氯化亚铁溶液，40～50份高岭土和30～40份水搅拌混合，得混合浆料；
（4）将混合浆料均匀平铺于塑料水槽中，再向塑料水槽加入蚯蚓，将塑料水槽移入温室中养殖，养殖结束后，即得蚯蚓粪；
（5）按重量份数计，将10～20份蚯蚓粪，20～30份卡波姆液，20～30份壳聚糖液，20～30份海藻酸钙液，搅拌混合，过滤，即得多功能抑藻剂。
步骤（3）所述果皮提取液的制备过程为：将果皮与水按质量比1：30～1：50加热搅拌混合，过滤，减压浓缩，即得果皮提取液；所述果皮为柚皮，橘皮，苹果皮或葡萄皮中的任意一种。
步骤（5）所述卡波姆液的制备过程为：将卡波姆与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀，加热搅拌溶解，即得卡波姆液；所述卡波姆为卡波姆971P，卡波姆974P或卡波姆934P中的任意一种。
步骤（5）所述壳聚糖液的制备方法：将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液。
步骤（5）所述海藻酸钙液的制备方法：将海藻酸钙与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀，加热搅拌溶解，即得海藻酸钙液。
本发明的有益效果是：
本发明技术方案，首先，马蹄莲，芦苇，槟榔和大蒜和艾蒿中含有植物酸类物质，具有抑藻功能，将马蹄莲，芦苇，槟榔和大蒜和艾蒿混合发酵，发酵产物用来喂养蚯蚓，蚯蚓在消化过程中，会生成有机酸，马蹄莲，芦苇，槟榔和大蒜和艾蒿中含有植物酸类物质与蚯蚓代谢生成的有机酸复合作用，抑制藻细胞的伸长和分裂，并有选择地与某些病毒衣壳上的蛋白质起作用，破坏其半透膜，使其凝固消失，失去活性，而且还能穿过衣壳与内部的核糖核酸起反应，核糖核酸先行退化后逸出，致使病毒分裂死亡，其次，蚯蚓粪与壳聚糖混合，由于蚯蚓能够富集土壤中的二价铁离子，而二价铁离子不稳定，易被氧化成三价铁离子，使得蚯蚓粪中含有大量三价铁离子，三价铁离子可促使壳聚糖交联，形成壳聚糖膜将蚯蚓粪包覆在其中，由于壳聚糖含有酰胺基及氨基，可有效去除水中有害物质，可是水中生化需氧量，磷酸盐以及浊度大量减少。
具体实施方式
将果皮与水按质量比1：30～1：50置于1号烧杯中，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80～100℃，转速为500～600r/min条件下，加热搅拌混合30～50min，得果皮混合液，再将果皮混合液过滤，得滤液，随后将滤液置于旋转蒸发仪中，于温度为60～80℃，压力为500～800kPa，转速为50～80min，减压浓缩30～50min，即得果皮提取液；将卡波姆与水按质量比1：50～1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得卡波姆液；将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100加入3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将3号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得壳聚糖液；将海藻酸钙与水按质量比1：50～1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得海藻酸钙液；按重量份数计，将10～20份马蹄莲，10～20份芦苇，10～20份槟榔，10～20份大蒜，10～20份艾蒿置于粉碎机中混合粉碎，得混合粉碎料；按重量份数计，将20～30份混合粉碎料，3～5份沼液和20～30份葡萄糖溶液倒入发酵罐中，于温度为28～32℃条件下，密闭发酵10～15天，得发酵产物；按重量份数计，将20～30份发酵产物，10～20份果皮提取液，10～20份氯化亚铁溶液，40～50份高岭土和30～40份水置于混料机中，于转速为1000～1100r/min条件下，高速搅拌混合30～50min，得混合浆料；将混合浆料均匀平铺于塑料水槽中，控制铺设厚度为20～25cm，再按养殖密度为1.2～1.4kg/m2向塑料水槽中加入蚯蚓，并将加入蚯蚓后的塑料水槽移入温室中，于温度为23～28℃条件下，进行蚯蚓养殖10～20天，在养殖期间，每隔5～6h向水槽中喷水，保持水槽中土壤湿度为65～75%，待蚯蚓养殖结束，收集蚯蚓粪；按重量份数计，将10～20份蚯蚓粪，20～30份卡波姆液，20～30份壳聚糖液，20～30份海藻酸钙液置于单口烧瓶中，于转速为500～600，搅拌混合30～50min，得混合浆液，接着将混合浆液过滤，即得多功能抑藻剂。所述果皮为柚皮，橘皮，苹果皮或葡萄皮中的任意一种。所述卡波姆为卡波姆971P，卡波姆974P或卡波姆934P中的任意一种。
实例1
将果皮与水按质量比1：50置于1号烧杯中，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合50min，得果皮混合液，再将果皮混合液过滤，得滤液，随后将滤液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kPa，转速为80min，减压浓缩50min，即得果皮提取液；将卡波姆与水按质量比1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得卡波姆液；将壳聚糖与水按质量比1：100加入3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将3号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将海藻酸钙与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得海藻酸钙液；按重量份数计，将20份马蹄莲，20份芦苇，20份槟榔，20份大蒜，20份艾蒿置于粉碎机中混合粉碎，得混合粉碎料；按重量份数计，将30份混合粉碎料，5份沼液和30份葡萄糖溶液倒入发酵罐中，于温度为32℃条件下，密闭发酵15天，得发酵产物；按重量份数计，将30份发酵产物，20份果皮提取液，20份氯化亚铁溶液，50份高岭土和40份水置于混料机中，于转速为1100r/min条件下，高速搅拌混合50min，得混合浆料；将混合浆料均匀平铺于塑料水槽中，控制铺设厚度为25cm，再按养殖密度为1.4kg/m2向塑料水槽中加入蚯蚓，并将加入蚯蚓后的塑料水槽移入温室中，于温度为28℃条件下，进行蚯蚓养殖20天，在养殖期间，每隔6h向水槽中喷水，保持水槽中土壤湿度为75%，待蚯蚓养殖结束，收集蚯蚓粪；按重量份数计，将20份蚯蚓粪，30份卡波姆液，30份壳聚糖液，30份海藻酸钙液置于单口烧瓶中，于转速为600，搅拌混合50min，得混合浆液，接着将混合浆液过滤，即得多功能抑藻剂。所述果皮为柚皮。所述卡波姆为卡波姆971P。
实例2
将卡波姆与水按质量比1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得卡波姆液；将壳聚糖与水按质量比1：100加入3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将3号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将海藻酸钙与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得海藻酸钙液；按重量份数计，将20份马蹄莲，20份芦苇，20份槟榔，20份大蒜，20份艾蒿置于粉碎机中混合粉碎，得混合粉碎料；按重量份数计，将30份混合粉碎料，5份沼液和30份葡萄糖溶液倒入发酵罐中，于温度为32℃条件下，密闭发酵15天，得发酵产物；按重量份数计，将30份发酵产物，20份氯化亚铁溶液，50份高岭土和40份水置于混料机中，于转速为1100r/min条件下，高速搅拌混合50min，得混合浆料；将混合浆料均匀平铺于塑料水槽中，控制铺设厚度为25cm，再按养殖密度为1.4kg/m2向塑料水槽中加入蚯蚓，并将加入蚯蚓后的塑料水槽移入温室中，于温度为28℃条件下，进行蚯蚓养殖20天，在养殖期间，每隔6h向水槽中喷水，保持水槽中土壤湿度为75%，待蚯蚓养殖结束，收集蚯蚓粪；按重量份数计，将20份蚯蚓粪，30份卡波姆液，30份壳聚糖液，30份海藻酸钙液置于单口烧瓶中，于转速为600，搅拌混合50min，得混合浆液，接着将混合浆液过滤，即得多功能抑藻剂。所述果皮为柚皮。所述卡波姆为卡波姆971P。
实例3
将果皮与水按质量比1：50置于1号烧杯中，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合50min，得果皮混合液，再将果皮混合液过滤，得滤液，随后将滤液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kPa，转速为80min，减压浓缩50min，即得果皮提取液；将卡波姆与水按质量比1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得卡波姆液；将壳聚糖与水按质量比1：100加入3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将3号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将海藻酸钙与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得海藻酸钙液；按重量份数计，将20份马蹄莲，20份芦苇，20份槟榔，20份大蒜，20份艾蒿置于粉碎机中混合粉碎，得混合粉碎料；按重量份数计，将30份混合粉碎料，5份沼液和30份葡萄糖溶液倒入发酵罐中，于温度为32℃条件下，密闭发酵15天，得发酵产物；按重量份数计，将30份发酵产物，20份果皮提取液，50份高岭土和40份水置于混料机中，于转速为1100r/min条件下，高速搅拌混合50min，得混合浆料；将混合浆料均匀平铺于塑料水槽中，控制铺设厚度为25cm，再按养殖密度为1.4kg/m2向塑料水槽中加入蚯蚓，并将加入蚯蚓后的塑料水槽移入温室中，于温度为28℃条件下，进行蚯蚓养殖20天，在养殖期间，每隔6h向水槽中喷水，保持水槽中土壤湿度为75%，待蚯蚓养殖结束，收集蚯蚓粪；按重量份数计，将20份蚯蚓粪，30份卡波姆液，30份壳聚糖液，30份海藻酸钙液置于单口烧瓶中，于转速为600，搅拌混合50min，得混合浆液，接着将混合浆液过滤，即得多功能抑藻剂。所述果皮为柚皮。所述卡波姆为卡波姆971P。
实例4
将果皮与水按质量比1：50置于1号烧杯中，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合50min，得果皮混合液，再将果皮混合液过滤，得滤液，随后将滤液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kPa，转速为80min，减压浓缩50min，即得果皮提取液；将壳聚糖与水按质量比1：100加入3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将3号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；将海藻酸钙与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得海藻酸钙液；按重量份数计，将20份马蹄莲，20份芦苇，20份槟榔，20份大蒜，20份艾蒿置于粉碎机中混合粉碎，得混合粉碎料；按重量份数计，将30份混合粉碎料，5份沼液和30份葡萄糖溶液倒入发酵罐中，于温度为32℃条件下，密闭发酵15天，得发酵产物；按重量份数计，将30份发酵产物，20份果皮提取液，20份氯化亚铁溶液，50份高岭土和40份水置于混料机中，于转速为1100r/min条件下，高速搅拌混合50min，得混合浆料；将混合浆料均匀平铺于塑料水槽中，控制铺设厚度为25cm，再按养殖密度为1.4kg/m2向塑料水槽中加入蚯蚓，并将加入蚯蚓后的塑料水槽移入温室中，于温度为28℃条件下，进行蚯蚓养殖20天，在养殖期间，每隔6h向水槽中喷水，保持水槽中土壤湿度为75%，待蚯蚓养殖结束，收集蚯蚓粪；按重量份数计，将20份蚯蚓粪，30份壳聚糖液，30份海藻酸钙液置于单口烧瓶中，于转速为600，搅拌混合50min，得混合浆液，接着将混合浆液过滤，即得多功能抑藻剂。所述果皮为柚皮。所述卡波姆为卡波姆971P。
实例5
将果皮与水按质量比1：50置于1号烧杯中，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为600r/min条件下，加热搅拌混合50min，得果皮混合液，再将果皮混合液过滤，得滤液，随后将滤液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kPa，转速为80min，减压浓缩50min，即得果皮提取液；将卡波姆与水按质量比1：100加入2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得卡波姆液；将海藻酸钙与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得海藻酸钙液；按重量份数计，将20份马蹄莲，20份芦苇，20份槟榔，20份大蒜，20份艾蒿置于粉碎机中混合粉碎，得混合粉碎料；按重量份数计，将30份混合粉碎料，5份沼液和30份葡萄糖溶液倒入发酵罐中，于温度为32℃条件下，密闭发酵15天，得发酵产物；按重量份数计，将30份发酵产物，20份果皮提取液，20份氯化亚铁溶液，50份高岭土和40份水置于混料机中，于转速为1100r/min条件下，高速搅拌混合50min，得混合浆料；将混合浆料均匀平铺于塑料水槽中，控制铺设厚度为25cm，再按养殖密度为1.4kg/m2向塑料水槽中加入蚯蚓，并将加入蚯蚓后的塑料水槽移入温室中，于温度为28℃条件下，进行蚯蚓养殖20天，在养殖期间，每隔6h向水槽中喷水，保持水槽中土壤湿度为75%，待蚯蚓养殖结束，收集蚯蚓粪；按重量份数计，将20份蚯蚓粪，30份卡波姆液，30份海藻酸钙液置于单口烧瓶中，于转速为600，搅拌混合50min，得混合浆液，接着将混合浆液过滤，即得多功能抑藻剂。所述果皮为柚皮。所述卡波姆为卡波姆971P。
对比例：江苏某生物科技有限公司生产的抑藻剂。
将实例1至5所得抑藻剂和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
抑藻率的计算公式为：I=[（ρ对照组-ρ处理组）/ρ对照组]×100%
式中：I为抑制率；ρ对照组为空白对照组叶绿素含量（μg/L）；ρ处理组为以上处理组叶绿素含量（μg/L）。
具体检测结果表1所示：
表1
检测内容 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 对比例
抑制率/% 99.7 81.7 82.6 83.6 80.6 75.6
由表1检测结果可知，本发明所得多功能抑藻剂对藻类的抑制效果得到了有效提高，具有优异的抑制效果。

Claims (5)

1.一种多功能抑藻剂的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：
（1）按重量份数计，将10～20份马蹄莲，10～20份芦苇，10～20份槟榔，10～20份大蒜，10～20份艾蒿混合粉碎，得混合粉碎料；
（2）按重量份数计，将20～30份混合粉碎料，3～5份沼液和20～30份葡萄糖溶液倒入发酵罐中，恒温密闭发酵，得发酵产物；
（3）按重量份数计，将20～30份发酵产物，10～20份果皮提取液，10～20份氯化亚铁溶液，40～50份高岭土和30～40份水搅拌混合，得混合浆料；
（4）将混合浆料均匀平铺于塑料水槽中，再向塑料水槽加入蚯蚓，将塑料水槽移入温室中养殖，养殖结束后，即得蚯蚓粪；
（5）按重量份数计，将10～20份蚯蚓粪，20～30份卡波姆液，20～30份壳聚糖液，20～30份海藻酸钙液，搅拌混合，过滤，即得多功能抑藻剂。
2.根据权利要求1所述一种多功能抑藻剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述果皮提取液的制备过程为：将果皮与水按质量比1：30～1：50加热搅拌混合，过滤，减压浓缩，即得果皮提取液；所述果皮为柚皮，橘皮，苹果皮或葡萄皮中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种多功能抑藻剂的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述卡波姆液的制备过程为：将卡波姆与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀，加热搅拌溶解，即得卡波姆液；所述卡波姆为卡波姆971P，卡波姆974P或卡波姆934P中的任意一种。
4.根据权利要求1所述一种多功能抑藻剂的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述壳聚糖液的制备方法：将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液。
5.根据权利要求1所述一种多功能抑藻剂的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述海藻酸钙液的制备方法：将海藻酸钙与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀，加热搅拌溶解，即得海藻酸钙液。
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