CN108423774B - 一种水体除螺和净化双重作用剂及其用途 - Google Patents

一种水体除螺和净化双重作用剂及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水体除螺和净化双重作用剂的用途，通过控制有害螺细胞中蛋白质合成抑制其生长繁殖实现水体除有害螺，通过水体中阴阳离子电荷中和使水体浑浊物絮凝沉降实现水体净化；本发明还公开了上述水体除螺和净化双重作用剂的制备方法，通过对蓖麻饼粕脱脂、研磨过筛后配置成溶液，并用醋酸‑醋酸盐缓冲液调节其pH值至蓖麻毒蛋白等电点以下，后经室温离心、沉淀，得水体除螺和净化双重作用剂。

Description

一种水体除螺和净化双重作用剂及其用途
技术领域
本发明属于环保与水处理技术领域，涉及一种水体除螺和净化双重作用剂及其用途，具体涉及该水体除螺和净化双重作用剂在水体同时除有害螺和水体净化中的用途。
背景技术
目前，螺害已成为危害我国生态环境的一个主要问题，有效控制螺害是保障我国农业和水产渔业等可持续发展的关键环节之一。螺害防治主要有化学防治如麻酸铜溶液喷洒灭螺，物理防治如人工捡螺摘卵、灭螺机除螺和生物防治如放养鸭子等手段；其中化学灭螺效果快，但化学试剂常对其他水生动物产生副作用，污染环境，因此被限制使用；物理防治法投入设备、器材成本高且不利于大面积操作，应用上存在种种局限；生物防治植物源灭螺剂存在药效慢、资源局限等制约因素，但大多具有显著的灭螺活性且低毒，目前已成为国际上研究的热点领域。
现有除螺技术中，无论化学或生物植物源药物除螺后，对有害螺生存水体(如福寿螺密集的稻田、钉螺密集的小型沟渠)会造成一定污染，或仅仅对有害螺的灭杀，无法达到净水效果，需进行二次净水处理。因此，针对现有除螺剂存在的问题：1)化学灭螺效率高，但使用后容易产生有毒副产物，引起药物对水体的二次污染；2)安全高效和污染小的灭螺药物不能同时净化有害螺污染后的水体；研究安全高效、易降解、对环境低残留、无污染、价格低廉、使用方便且同时能净化水体的除螺剂成为业内亟待解决的问题，目前同时具有除有害螺与水体净化功能的产品还未见报道。
发明内容
本发明的发明人经过广泛而深入的研究后发现，蓖麻饼粕提取物中蓖麻毒蛋白可以进入有害螺细胞内，破坏有害螺细胞膜，使整个螺细胞的蛋白质合成完全停止而死亡，抑制有害螺生长繁殖，达到灭螺目的；另外还可以通过电荷中和能够使带阳性电荷的蛋白质与带阴性电荷的水体浑浊物微粒结合，形成絮凝颗粒而沉降，显著降低水体浊度，起到净化水体作用。因此，蓖麻饼粕提取物可以作为水体除螺和净化双重作用剂，用于水体同时除有害螺和净化方面。
在本发明的一方面，提供一种水体除螺和净化双重作用剂的制备方法，具体包括以下步骤：
a)提供蓖麻饼粕；
b)脱脂处理、研磨；
c)将步骤b)研磨后的产物配成水溶液，并通过调节pH值至蓖麻毒蛋白等电点以下，离心，过滤，得沉淀物；
d)将步骤c)的沉淀物真空烘干，配置成水溶液并低温保存，得到水体除螺和净化双重作用剂。
在一些优选的实施方式中，上述步骤b)的处理过程为：将蓖麻饼粕放入质量浓度为2～4％的碱性肥皂水溶液中浸泡，蓖麻饼粕和碱性肥皂水溶液的质量体积比为1:2～4(g/mL)，浸泡时间为30～60min，浸泡温度为35～40℃；再用体积浓度为90％的酒精溶剂溶解、过滤，得剩余饼粕；再将上述剩余饼粕于35～45℃的烘箱中烘干1～2h，得脱脂饼粕；然后将上述脱脂饼粕置于冰浴研钵中充分研磨，过30～40目筛，得蓖麻饼粕粉末，置于4℃的冰箱中保存。
在一些优选的实施方式中，上述步骤b)的处理过程为：将蓖麻饼粕放入质量浓度为3％的碱性肥皂水溶液中浸泡，蓖麻饼粕和碱性肥皂水溶液的质量体积比为1:3(g/mL)，浸泡时间为40～50min，浸泡温度为38℃；再用体积浓度为90％的酒精溶剂溶解、过滤，得剩余饼粕；再将上述剩余饼粕于40℃的烘箱中烘干1.5h，得脱脂饼粕；然后将上述脱脂饼粕置于冰浴研钵中充分研磨，过30～40目筛，得蓖麻饼粕粉末，置于4℃的冰箱中保存。
在一些优选的实施方式中，上述步骤b)中，所述蓖麻饼粕粉末的平均直径为0.1～0.5mm。
在一些优选的实施方式中，上述步骤b)中，所述蓖麻饼粕粉末的平均直径为0.2～0.4mm。
在一些优选的实施方式中，上述步骤b)中，所述蓖麻饼粕粉末的平均直径为0.3mm。
在一些优选的实施方式中，上述步骤c)的处理过程为：将上述蓖麻饼粕粉末溶于去离子水中，得浓度为20～40g/L的蓖麻饼粕水溶液，用pH值为3.0～6.8的醋酸-醋酸盐缓冲液调节其pH值，直至蓖麻毒蛋白等电点PI6.1和PI6.7以下，经5000rpm室温离心10～30min，得沉淀物。
在一些优选的实施方式中，上述步骤c)的处理过程为：将上述蓖麻饼粕粉末溶于去离子水中，得浓度为30g/L的蓖麻饼粕水溶液，用pH值为3.0～6.8的醋酸-醋酸盐缓冲液调节其pH值，直至蓖麻毒蛋白等电点PI6.1和PI6.7以下，经5000rpm室温离心20min，得沉淀物。
在一些优选的实施方式中，上述步骤d)中，所述真空烘干的温度为30～50℃，烘干时间为1～2h。
在一些优选的实施方式中，上述步骤d)中，所述真空烘干的温度为40℃，烘干时间为1.5h。
另一方面，本发明还涉及根据上述水体除螺和净化双重作用剂的制备方法制得的水体除螺和净化双重作用剂。
在一些优选的实施方式中，上述水体除螺和净化双重作用剂的质量浓度为0.01～10g/mL。
在一些优选的实施方式中，上述水体除螺和净化双重作用剂的质量浓度为0.1～2g/mL。
另一方面，本发明还涉及上述水体除螺和净化双重作用剂在水体除有害螺和水体净化的用途。
在一些优选的实施方式中，所述水体除有害螺通过控制有害螺细胞中蛋白质合成抑制其生长繁殖实现。
在一些优选的实施方式中，所述水体净化通过水体中阴阳离子电荷中和使水体浑浊物絮凝沉降实现。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
一、本发明的水体除螺和净化双重作用剂提取自蓖麻饼粕榨油后的废料蓖麻饼粕中，材料来源广泛，大大节约成本，有效实现废物再利用；且从植物蓖麻中直接提取出来的，可以自然分解，对环境污染小，易于大规模处理有害螺类的肆意繁殖，同时达到水体净化效果，有利于保护环境。
二、本发明的水体除螺和净化双重作用剂解决了现有除螺剂除螺效率高时产生水体二次污染问题，使用时可直接均匀喷洒到有害螺肆意繁殖的水域中，操作简单易行，灭杀有害螺的同行净化水体，效果显著、去除效率高且环境友好。
附图说明
图1为本发明不同浓度的水体除螺和净化双重作用剂对螺死亡率的影响。
具体实施方式
下面给出本发明较佳实施例以详细说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下实施例中使用的蓖麻饼粕取自蓖麻籽榨油后的废料。所述实验方法如无特殊说明均为常规方法；所述试剂与材料无特殊说明均市售可得。
实施例1水体除螺和净化双重作用剂的制备
将蓖麻籽榨油后的废料蓖麻饼粕放入质量浓度为2％的碱性肥皂水溶液中浸泡，其中，蓖麻饼粕和碱性肥皂水溶液的质量体积比为1:4(g/mL)，浸泡时间为30min，浸泡温度为35℃，在上述碱性条件下蓖麻饼粕水解油脂生成脂肪酸盐和丙三醇；再用90％的酒精溶解上述水解蓖麻饼粕油脂后生成的丙三醇，过滤，得剩余饼粕；再将上述剩余饼粕于35℃的烘箱中烘干1h，得脱脂饼粕；然后将上述脱脂饼粕置于冰浴研钵中充分研磨，过30目筛，得平均直径为0.1mm的蓖麻饼粕粉末，置于4℃的冰箱中保存。取上述蓖麻饼粕粉末溶于去离子水中，得浓度为20g/L的蓖麻饼粕水溶液，用pH值为3.0～6.8的醋酸-醋酸盐缓冲液调节其pH值，直至蓖麻毒蛋白等电点PI6.1和PI6.7以下，使蓖麻饼粕水溶液中蛋白质表面带正电荷；然后经5000rpm室温离心10min，得沉淀物，将上述沉淀物置于30℃的真空干燥机烘干1h，配置成水溶液并低温保存，得水体除螺和净化双重作用剂。
实施例2水体除螺和净化双重作用剂的制备
将蓖麻籽榨油后的废料蓖麻饼粕放入质量浓度为4％的碱性肥皂水溶液中浸泡，蓖麻饼粕和碱性肥皂水溶液的质量体积比为1:2(g/mL)；浸泡时间为60min，浸泡温度为40℃，再用90％的酒精溶解上述水解蓖麻饼粕油脂后生成的丙三醇，过滤，得剩余饼粕；再将上述剩余饼粕于45℃的烘箱中烘干2h，得脱脂饼粕；然后将上述脱脂饼粕置于冰浴研钵中充分研磨，过40目筛，得平均直径为0.5mm的蓖麻饼粕粉末，置于4℃的冰箱中保存。取上述蓖麻饼粕粉末溶于去离子水中，得浓度为40g/L的蓖麻饼粕水溶液，用pH值为3.0～6.8的醋酸-醋酸盐缓冲液调节其pH值，直至蓖麻毒蛋白等电点PI6.1和PI6.7以下；然后经5000rpm室温离心30min，得沉淀物，将上述沉淀物置于50℃的真空干燥机烘干2h，配置成水溶液并低温保存，得水体除螺和净化双重作用剂。
实施例3水体除螺和净化双重作用剂的制备
将蓖麻籽榨油后的废料蓖麻饼粕放入质量浓度为3％的碱性肥皂水溶液中浸泡，其中，蓖麻饼粕和碱性肥皂水溶液的质量体积比为1:3(g/mL)；浸泡时间为45min，浸泡温度为38℃，再用90％的酒精溶解上述水解蓖麻饼粕油脂后生成的丙三醇，过滤，得剩余饼粕；再将上述剩余饼粕于40℃的烘箱中烘干1.5h，得脱脂饼粕；然后将上述脱脂饼粕置于冰浴研钵中充分研磨，过40目筛，得平均直径为0.3mm的蓖麻饼粕粉末，置于4℃的冰箱中保存。取上述蓖麻饼粕粉末溶于去离子水中，得浓度为30g/L的蓖麻饼粕水溶液，用pH值为3.0～6.8的醋酸-醋酸盐缓冲液调节其pH值，直至蓖麻毒蛋白等电点PI6.1和PI6.7以下，使蓖麻饼粕水溶液中蛋白质表面带正电荷；然后经5000rpm室温离心20min，得沉淀物，将上述沉淀物置于40℃的真空干燥机烘干1.5h，配置成水溶液并低温保存，得水体除螺和净化双重作用剂。
实施例4水体除螺和净化双重作用剂用于水体除有害螺和净化的效果测试
将上述实施例1～3中水体除螺和净化双重作用剂配置成1L浓度分别为0.01g/mL、0.1g/mL、0.5g/mL、1.0g/mL、5g/mL和10g/mL的水溶液，置于4℃下保存。再准备7只水深为10cm、面积为1m2，且有害螺密度为80只/m2的实验混浊水体玻璃实验缸，将不添加水体除螺和净化双重作用剂的1只实验缸作为对照组，将1L上述浓度为0.1g/mL、0.5g/mL、1.0g/mL的水体除螺和净化双重作用剂分成两组分别均匀喷洒到6只实验缸中，观察螺活动和水体浊度变化，通过螺上爬情况和敲击法测定螺死亡数和存活数，并计算死亡率；原水初始平均浊度为36NTU，温度适中，水体浊度前后变化通过浊度仪进行检测，测试1.0mg/L的水体除螺和净化双重作用剂12h内对水体浊度变化，结果如附表1和图1所示，除螺和净化效果随水体除螺和净化双重作用剂浓度变化而变化，在螺密度为80只/m2时，浓度为1.0mg/L的水体除螺和净化双重作用剂效果最佳。
表1水体除螺和净化双重作用剂(浓度为1.0mg/L)对水体浊度的影响
Figure BDA0001623121730000061
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种水体除螺和净化双重作用剂在水体同时除有害螺和水体净化的用途，所述水体除螺和净化双重作用剂可控制有害螺细胞中蛋白质合成抑制其生长繁殖，同时促进水体中阴阳离子电荷中和使水体浑浊物絮凝沉降；
所述水体除螺和净化双重作用剂的制备方法包括：蓖麻饼粕放入质量浓度为2％-4％的碱性肥皂水溶液中于35-40℃浸泡30-60min，蓖麻饼粕和碱性肥皂水溶液的质量体积比为1：2-4(g/mL)，用体积浓度为90％的酒精溶剂溶解、过滤，所得剩余饼粕于35-45℃烘干1-2h后，置于冰浴研钵中充分研磨，过30-40目筛，得蓖麻饼粕粉末；将平均直径为0.1-0.5mm的蓖麻饼粕粉末溶于去离子水中，得浓度为20-40g/L的蓖麻饼粕水溶液，用pH 3.0-6.8的醋酸-醋酸盐缓冲液调节pH值，至蓖麻毒蛋白等电点PI6.1和PI6.7以下，经5000rpm室温离心10-30min，所得沉淀物30-50℃真空烘干1-2h，配制成质量浓度为0.01-10g/mL的水溶液，低温保存。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述水体除螺和净化双重作用剂的质量浓度为0.1-2g/mL。
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