CN110959609A - 一种蓝藻水华控制剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓝藻水华控制剂，将铜离子络合吸附在蓝藻细胞表面，制成蓝藻水华控制剂‑‑蓝藻铜，铜离子不溶于水而是吸附在蓝藻的细胞表面，由于其与蓝藻具有良好的亲和性，蓝藻铜被粘附在蓝藻水华表面上，在水中沉浮扩散、触杀蓝藻细胞。该产品的铜离子不溶于水，对环境影响小，时效长，致蓝藻细胞缓慢死亡，还可作用于水体底部的蓝藻种源，减少其数量，有利于控制蓝藻类过度增殖。

Description

一种蓝藻水华控制剂及其应用
技术领域
本发明属于蓝藻水华控制技术领域，具体涉及一种蓝藻水华控制剂，可用于治理养殖池塘、地表水体的蓝藻水华。
背景技术
近几十年来，全球范围内有害蓝藻水华发生的范围和频率大幅增加，预计由于随着气候变暖、二氧化碳浓度上升，以及持续的富营养化，预见未来几十年水华的发生和发展可能会进一步扩大。在我国的大量地表水环境存在不同程度的富营养化，控制藻类过度增殖、改善湖泊、河道及养殖水体的环境质量是保护水资源的迫切需要。
我国水产养殖产量占全球总产量的71％，其中池塘养殖面积达2.66×106hm2，约有71.2％的产量来自池塘养殖。水产养殖过程是外来饵料、肥料、药品等输入和水产养殖动物排泄积累的过程，导致水环境生态失衡，水质恶化，水华频发，甚至养殖失败造成巨大经济损失。如何预防和控制池塘水华是关系养殖成败的重要因素，也是养殖业者切身关注的问题。
常用的杀藻药物有硫酸铜、络合铜、二氧化氯、敌草隆、扑草净、过氧化氢、红霉素、漂白粉、肉桂醛等。硫酸铜是水产养殖中常用且有效果、但又有较大风险的药物之一，除了杀藻还可以杀鱼虾的寄生虫，在农业和畜禽养殖中硫酸铜也是大量使用的一种药物原料和添加剂。
周金等人报道磷营养控制与藻存量削减对蓝藻水华的阻遏，施用除藻剂(铜盐)可使藻类生物量迅速下降，同时蓝藻所占比例降至10％以下，绿藻在后期形成优势，藻类生物量回升。
赵小丽等人报道硫酸铜和金藻控制蓝藻水华的研究，结果表明铜离子对5株常见藻类的生长抑制的EC50(CU2+48hr)及毒性强弱顺序为：銅绿微囊藻(46μg/L)>水华鱼腥藻(75μg/L)>小环藻(186μg/L)>莱哈衣藻(403μg/L)>斜生栅藻(505μg/L)。对两个小湖泊的藻华用硫酸铜除藻处理，结果表明对藻华去除、提高透明度有一定作用，时效性10-15天，处理后浮游植物种类发生更替，水柱微囊藻毒素含量迅速增加，3-5天后降低。
一般水产养殖池塘杀蓝藻水华时施用硫酸铜的剂量为每立方水体0.8g以下，其中铜离子浓度为204μg/L，这样微囊藻和水华鱼腥藻等蓝藻可被杀灭。
虽然硫酸铜杀藻速度快，但主要存在以下缺点和危害：(1)硫酸铜溶于水后会广泛扩散，且用量大、时效短，并影响鱼虾等水生动物；(2)硫酸铜对藻类的杀伤力是无选择性的，有益藻类也会被杀死；(3)藻类死亡分解好氧，同时水体光合产氧功能丧失，极易引起鱼、虾缺氧死亡；(4)大量藻类死亡释放的毒素危害水生动物；(5)水质下降。
发明内容
本发明利用蓝藻细胞作为铜离子的载体，将铜离子吸附在蓝藻细胞表面，从而制成蓝藻水华控制剂--蓝藻铜，用于治理养殖池塘、地表水体的蓝藻水华。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
蓝藻水华控制剂--蓝藻铜，将铜离子吸附在蓝藻细胞表面后制成干粉，由下述方法制备：
(1)收集蓝藻水华的藻浆，加入藻细胞干重的10-20％的铜盐，搅拌均匀；
(2)调节藻液的pH值至5.8-6.8，沉降蓝藻细胞；
(3)收集沉降物，风干并粉碎过筛。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
1、铜离子与蓝藻细胞结合后不溶于水，用量明显减少，对环境影响小；
2、由于蓝藻铜与蓝藻之间具有良好的亲和性，蓝藻铜粘附在水华浮膜表面，在水体中沉浮、扩散，触杀蓝藻细胞，使之死亡；
3、水华蓝藻细胞死亡缓慢，其产物或毒素逐步释放，可避免使用化学杀藻剂引起的大量死亡，进而避免了全池转水、缺氧和毒素而导致鱼、虾翻塘；
4、蓝藻铜与水华残体沉入池底，与越冬蓝藻种源结合，蓝藻藻种随之减少，发生水华的概率也随之降低，实现以藻治藻的目的；
5、利用水体中的水华为原料，废物利用成本低。
附图说明
图1为蓝藻水华控制剂--蓝藻铜对微囊藻单种和混合种的控藻效果。左图为微囊藻单种对照组与实验组的对比，对照组生长正常，试验组均失色死亡；右图为微囊藻混合种对照组与试验组的对比，对照组生长正常，试验组均失色死亡。
图2为蓝藻铜对微囊藻混合种培养物的藻细胞丰度的影响。
具体实施方式
水华蓝藻控制剂--蓝藻铜的制备方法：
1.蓝藻水华初起之时，利用过滤或收集水华设备所得的水华藻浆，或者就地收集水华浮膜藻浆储存于适宜容器中；
2.检测藻浆的生物量(干重)，调节每升藻液生物量在2500mg/L左右；
3.向藻液中加入藻细胞干重20％的硫酸铜，铜离子的浓度为500mg/L，搅拌均匀，使铜离子吸附在蓝藻细胞表面；
4.调节反应液pH至6.5左右，让其沉降；
5.将沉降物离心或过滤收集，风干；
6.将风干的蓝藻铜粉碎过筛(100-200目)，所得粉末状物即蓝藻铜产品。
蓝藻铜用于控制水华蓝藻的效果：
实验一：
取100mL微囊藻单种和混合种，分别设置对照组和试验组(设置2个平行)，试验组加入3mg蓝藻铜，静置2天后观察藻液的颜色，同时每天测定微藻混合种的0D530nm。
对比试验结果表明，以蓝藻铜对最常见的形成水华的微囊藻单种和混合种控制的试验为例，在2天之内，无论从色素或藻细胞丰度比较均有显著的效果，继续观察16天，其OD值逐日下降，未见反弹。
实验二：
(1)取100mg蓝藻铜粉末与500ml水华藻浆混合，放置2天后，水华蓝藻失色；
(2)将上述蓝藻铜与藻浆的混合液再扩大与3000ml水华藻浆混合，放置2天，水华蓝藻失色。

Claims (3)

1.一种蓝藻水华控制剂，其特征在于，所述的蓝藻水华控制剂是将铜离子吸附在蓝藻细胞表面后制成干粉。
2.权利要求1所述的蓝藻水华控制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）收集蓝藻水华的藻浆，加入藻细胞干重的10-20%的铜盐，搅拌均匀；
（2）调节藻液的pH值至5.8-6.8，沉降蓝藻细胞；
（3）收集沉降物，风干并粉碎过筛。
3.权利要求1所述的蓝藻水华控制剂在治理蓝藻水华中的应用。
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