CN116375130A - 一种用于改良养殖水体环境的药剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于改良养殖水体环境的药剂及其制备方法与应用，所述用于改良养殖水体环境的药剂包括以下重量份的原料：氢氧化钠10‑20份、膨润土10‑20份、增效剂8‑15份、α‑环糊精10‑15份、左旋肉碱8‑10份、水质改良助剂20‑30份、过氧化物1‑5份、絮凝助剂10‑15份、分散剂3‑5份、去离子水60‑90份。该用于改良养殖水体环境的药剂使用方便、净化能力强，且不产生二次污染，可以有效改善养殖水体的水质，提高水产养殖者的经济效益，在水产养殖领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及水产养殖技术领域，具体涉及一种用于改良养殖水体环境的药剂及其制备方法与应用。
背景技术
近些年，水产养殖业迅猛发展，据统计，1970年以来，水产养殖规模以平均每年8.9％的增长速度进行增长，为了满足人们的营养需求，在未来20年，水产品的产量至少要增加5倍。伴随着水产养殖业的发展，养殖环境污染问题也日益严重。在养殖过程中产生了大量的污染物，养殖环境中的污染物包括不同种类的有机化合物和无机化合物，如氨氮、溶解有机碳和有机氮等。这些污染物的积累，加快了养殖水体中溶解氧的耗尽，水质恶化、病菌滋生，严重影响水产品的正常生长和繁殖，甚至会导致水产品的大量死亡，严重影响经济收益。
在水产养殖上，常用来去除养殖池塘生态环境污染物的方法主要有物理法和化学法，物理方法有清淤法、吸附法、换水法等，化学方法有絮凝法、中和法、氧化还原法等，其中，絮凝法主要采用无机或有机化学试剂，使水中的微小颗粒及胶体凝聚成大絮凝体，加速沉淀；中和法主要采用弱酸来改变水体的pH；络合法主要使用EDTA等络合剂清除水中过高的重金属离子的方法；氧化还原法主要采用含氯消毒剂、臭氧、双氧水、高锰酸钾等可以与水中的有毒物质(如氰离子、硫离子)发生氧化还原反应，降低或消除其毒性，同时还可以杀灭水中病原菌，但高锰酸钾在水中产生的二氧化锰等副产物能刺激鱼鳃组织、味蕾等，影响养殖鱼的生理机能，造成食欲减退、生长减缓等大大降低了养殖效益。
中国专利CN108408921B公开了一种提升养殖水体透明度的微生态制剂，通过以产絮凝助剂菌株解淀粉芽孢杆菌、EM活性钙复合液和液体培养基为原料，制备得到的微生物态制剂通过培养液中IAE产生的Y-多聚谷氨酸和EM活性钙吸收有害颗粒物，但其操作复杂，菌种易失活，水质净化效果还有待进一步提升。
因此，为了满足实际应用的需求，有必要提供一种使用方便、净化能力强的用于改良养殖水体环境的药剂。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种使用方便、净化能力强的用于改良养殖水体环境的药剂，以较好地满足实际应用的需求。
为达此目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氢氧化钠10-20份、膨润土10-20份、增效剂8-15份、α-环糊精10-15份、左旋肉碱8-10份、水质改良助剂20-30份、过氧化物1-5份、絮凝助剂10-15份、分散剂3-5份、去离子水60-90份。
在本发明的一些实施方案中，所述增效剂选自草木灰、碳酸氢钠、大孔吸附树脂中的一种或多种组合。
在本发明的一些实施方案中，所述分散剂选自烷基苯磺酸盐类、硫酸酯盐类、磷酸酯盐类中的一种或多种组合。
在本发明的一些实施方案中，所述水质改良助剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将纳米钛粉在真空条件下熔融得到纳米钛粉熔融物；
(2)将氢氧化钾加入所述纳米钛粉熔融物中，保温20-30min，再加入硫酸铁烧制45-90min后，冷却至室温后研磨，即得水质改良助剂。
在本发明水质改良助剂的制备方法中，所纳米钛粉、氢氧化钾、硫酸铁的质量比为1-2：3-4：6-7(例如可以是1：3：6、1：4：6、1：3：7、1：4：7、2：3：6、2：4：6、2：3：7、2：4：7或其中任意值)。
在本发明水质改良助剂的制备方法中，步骤(2)中所述烧制温度为1200-1300℃。
在本发明的一些实施方案中，所述过氧化物为过氧化钙或过氧化尿素。
在本发明的一些实施方案中，所述絮凝助剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆粉碎成粉末，加入到提取液中，加热至70-90℃，反应3-5h，待反应结束，离心、过滤后进行干燥；
(2)将步骤(1)得到的产物加入溶液中，然后加入丙烯酰胺、引发剂、交联剂反应3-5h，干燥后粉碎，即得絮凝助剂。
在本发明絮凝助剂的制备方法中，步骤(1)中所述的提取液为甲酸和丙酸的混合液，甲酸与丙酸的质量比为1:1-3(例如可以是1:1、1:2、1:3或其中任意值)。
在本发明絮凝助剂的制备方法中，步骤(2)中所述的溶液由氢氧化钠、尿素和水混合而成，氢氧化钠、尿素和水的质量比为1:3-4：10-15(例如可以是1:3:10、1:3:11、1:3:12、1:3:13、1:3:14、1:3:15、1:4:10、1:4:11、1:4:12、1:4:13、1:4:14、1:4:15或其中任意值)；所述丙烯酰胺的质量为步骤(1)得到的产物质量的1-3倍(例如可以是1倍、2倍、3倍或其中任意值)；所述反应温度为50-70℃(例如可以是50℃、55℃、60℃、65℃、70℃或其中任意值)，所述引发剂选自过硫酸钾，所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
一种用于改良养殖水体环境的药剂的制备方法，所述用于改良养殖水体环境的药剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化钠、增效剂、分散剂、左旋肉碱和过氧化物加入去离子水中，搅拌均匀；
(2)加入膨润土、α-环糊精、水质改良助剂和絮凝助剂，搅拌2-3h，即得用于改良养殖水体环境的药剂。
一种用于改良养殖水体环境的药剂在水产养殖中的应用，所述用于改良养殖水体环境的药剂每10立方米养殖水的使用量为1-2mL(例如可以是1mL、1.5mL、2mL或其中任意值)。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的用于改良养殖水体环境的药剂，通过使用α-环糊精可有效提高其净化能力，α-环糊精具有疏水空腔结构，该结构使其具有强大的吸附性，可吸附养殖水中有机污染物，达到良好的净化效果。
2、本发明提供的用于改良养殖水体环境的药剂，通过使用自制的絮凝助剂可以有效清除重金属离子等污染物，该絮凝助剂通过将秸秆中的纤维素、木质素提取出来，通过与丙烯酰胺聚合，形成了具有三维网络骨架的结构，该结构上存在-OH、-NH2、-COOH、-SO3H等基团，可以吸收、捕获水中各种有机或者无机物质，通过静电或络合作用对水中重金属离子进行吸附，最终形成聚合网络而实现污染物的去除。
3、本发明提供的用于改良养殖水体环境的药剂，使用的水质改良助剂由纳米钛粉、氢氧化钾和硫酸铁制备而成，硫酸铁和钛粉的搭配使用，不仅对水体中的有害物质具有良好的吸附作用，并且还有降解的功效，可有效改善水生物的养殖环境，不会造成污染；同时，配方中的左旋肉碱的添加可以为水体提供适量养分，减少水生物的病害，是一种安全、高效的技术方案。
具体实施方式
以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。在以下实施例中，所使用到的化合物及相关试剂均可从市场购得，其中，α-环糊精购自山东滨州智源生物科技有限公司，纳米钛粉购自北京兴荣源科技有限公司，膨润土购自灵寿县汇中矿产品有限公司，草木灰购自天津信盈科技有限公司，左旋肉碱购自郑州百思特食品添加剂有限公司。
水质改良助剂Ⅰ的制备
其制备方法包括以下步骤：
(1)将20g纳米钛粉在真空条件下熔融得到纳米钛粉熔融物；
(2)将40g氢氧化钾加入纳米钛粉熔融物中，保温30min，再加入40g硫酸铁，在1200℃下烧制90min后，冷却至室温后研磨，即得水质改良助剂Ⅰ。
水质改良助剂Ⅱ的制备
其制备方法包括以下步骤：
(1)将10g纳米钛粉在真空条件下熔融得到纳米钛粉熔融物；
(2)将30g氢氧化钾加入纳米钛粉熔融物中，保温20min，再加入60g硫酸铁，在1300℃下烧制45min后，冷却至室温后研磨，即得水质改良助剂Ⅱ。
水质改良助剂Ⅲ的制备
其制备方法包括以下步骤：
(1)将10g纳米钛粉在真空条件下熔融得到纳米钛粉熔融物；
(2)将30g氢氧化钾加入纳米钛粉熔融物中，保温20min，再加入60g硫酸铁，在1000℃下烧制45min后，冷却至室温后研磨，即得水质改良助剂Ⅲ。
水质改良助剂IV的制备
其制备方法包括以下步骤：
(1)将50g纳米钛粉在真空条件下熔融得到纳米钛粉熔融物；
(2)将20g氢氧化钾加入纳米钛粉熔融物中，保温20min，再加入30g硫酸铁，在1000℃下烧制45min后，冷却至室温后研磨，即得水质改良助剂IV。
絮凝助剂Ⅰ的制备
(1)将100g玉米秸秆粉碎成粉末，加入到500g提取液(甲酸与丙酸的质量比为1:3)中，加热至90℃，反应3h，待反应结束，离心、过滤后进行干燥；
(2)将步骤(1)得到的产物加入溶液(氢氧化钠、尿素和水的质量比为1:4：15)中，然后加入150g丙烯酰胺、450g过硫酸钾、50gN,N-亚甲基双丙烯酰胺反应5h，干燥后即得絮凝助剂I。
絮凝助剂Ⅱ的制备
(1)将100g玉米秸秆粉碎成粉末，加入到500g提取液(甲酸与丙酸的质量比为1:2)中，加热至70℃，反应5h，待反应结束，离心、过滤后进行干燥；
(2)将步骤(1)得到的产物加入溶液(氢氧化钠、尿素和水的质量比为1:3：10)中，然后加入120g丙烯酰胺、360g过硫酸钾、90gN,N-亚甲基双丙烯酰胺反应3h，干燥后即得絮凝助剂II。
实施例1
一种用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氢氧化钠20份、膨润土20份、草木灰15份、α-环糊精15份、左旋肉碱10份、水质改良助剂I30份、过氧化钙5份、絮凝助剂I15份、十二烷基苯磺酸5份、去离子水90份。
制备方法：
(1)将氢氧化钠、草木灰、左旋肉碱和过氧化钙加入去离子水中，搅拌均匀；
(2)加入膨润土、α-环糊精、水质改良助剂I和絮凝助剂I，搅拌2h，即得用于改良养殖水体环境的药剂。
实施例2
一种用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氢氧化钠20份、膨润土20份、草木灰15份、α-环糊精15份、左旋肉碱10份、水质改良助剂II30份、过氧化钙5份、絮凝助剂II15份、十二烷基苯磺酸5份、去离子水90份。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氢氧化钠10份、膨润土10份、草木灰8份、α-环糊精10份、左旋肉碱8份、水质改良助剂II20份、过氧化钙1份、絮凝助剂II10份、十二烷基苯磺酸3份、去离子水60份。
制备方法与实施例1相同。
实施例4
与实施例1的区别在于：将水质改良助剂I替换为水质改良助剂III。
实施例5
与实施例1的区别在于：将水质改良助剂I替换为水质改良助剂IV。
对比例1
与实施例1的区别在于：不添加α-环糊精。
对比例2
与实施例1的区别在于：不添加水质改良助剂。
对比例3
与实施例1的区别在于：不添加絮凝助剂。
对比例4
与实施例1的区别在于：不添加水质改良助剂、絮凝助剂。
将实施例、对比例制备的用于改良养殖水体环境的药剂用于养殖水体，用量为每10立方米养殖水1.5mL，施用第二天后进行指标测定，其中，NO3-N采用紫外分光光度法测定，NO2-N采用乙二胺分光光度法测定，COD采用重铬酸钾滴定法测定，NH4 +-N采用纳氏试剂分光光度法进行测定，具体结果见下表。
表1水质指标测定结果
| 编号 | COD(mg/L) | NH4 +-N(mg/L) | NO3-N(mg/L) | NO2-N(mg/L) |
| 实施例1 | 17.81 | 15.44 | 5.81 | 0.15 |
| 实施例2 | 17.83 | 15.46 | 5.83 | 0.17 |
| 实施例3 | 17.85 | 15.45 | 5.84 | 0.20 |
| 实施例4 | 26.12 | 19.44 | 10.56 | 0.35 |
| 实施例5 | 27.55 | 19.36 | 10.51 | 0.36 |
| 对比例1 | 35.44 | 22.36 | 13.12 | 0.45 |
| 对比例2 | 37.65 | 25.33 | 14.55 | 0.52 |
| 对比例3 | 39.41 | 26.12 | 16.26 | 0.56 |
| 对比例4 | 43.21 | 29.25 | 19.66 | 0.62 |
由对比例1与实施例1比较可知，通过添加α-环糊精可有效提高其净化能力，α-环糊精具有疏水空腔结构，该结构使其具有强大的吸附性，吸附养殖水中有机污染物，达到良好的净化效果；由实施例4、实施例5、对比例2与实施例1的测试结果比较可知，实施例1制备的用于改良养殖水体环境的药剂添加了水质改良助剂，通过由纳米钛粉、氢氧化钾和硫酸铁制备而成，对水体中的有害物质具有良好的吸附作用，可有效改善水生物的养殖环境；由对比例3与实施例1比较可知，通过添加絮凝助剂可以有效清除养殖水体中的污染物，该絮凝助剂具有三维网络骨架的结构，骨架结构上存在—OH、—NH2、—COOH、—SO3H等基团，可以吸收、捕获水中各种有机或者无机物质，通过静电或络合作用对水中重金属离子进行吸附，最终形成聚合网络而实现污染物的去除。由对比例4与实施例1比较可知，当不添加水质改良助剂和絮凝助剂时制备出的用于改良养殖水体环境的药剂净化能力较差。综合比较各实施例、对比例的测试结果可知，本发明提供的用于改良养殖水体环境的药剂通过添加α-环糊精、水质改良助剂、絮凝助剂能有效降低养殖水体中的COD、NH4 +-N、NO3-N和NO2-N浓度，水质净化效果好，在水产养殖领域具有良好的应用前景。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氢氧化钠10-20份、膨润土10-20份、增效剂8-15份、α-环糊精10-15份、左旋肉碱8-10份、水质改良助剂20-30份、过氧化物1-5份、絮凝助剂10-15份、分散剂3-5份、去离子水60-90份。
2.根据权利要求1所述的用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，所述增效剂选自草木灰、碳酸氢钠、大孔吸附树脂中的一种或多种组合；所述分散剂选自烷基苯磺酸盐类、硫酸酯盐类、磷酸酯盐类中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，所述水质改良助剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将纳米钛粉在真空条件下熔融得到纳米钛粉熔融物；
（2）将氢氧化钾加入所述纳米钛粉熔融物中，保温20-30min，再加入硫酸铁烧制45-90min，冷却至室温后研磨，即得水质改良助剂。
4.根据权利要求3所述的用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，所纳米钛粉、氢氧化钾、硫酸铁的质量比为1-2:3-4:6-7。
5.根据权利要求3所述的用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，步骤（2）中所述烧制温度为1200-1300℃。
6.根据权利要求1所述的用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，所述过氧化物为过氧化钙或过氧化尿素。
7.根据权利要求1所述的用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，所述絮凝助剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将玉米秸秆粉碎成粉末，加入到提取液中，加热至70-90℃，反应3-5h，待反应结束，离心、过滤后进行干燥；
（2）将步骤（1）得到的产物加入溶液中，然后加入丙烯酰胺、引发剂、交联剂反应3-5h，干燥后粉碎，即得絮凝助剂。
8.根据权利要求7所述的用于改良养殖水体环境的药剂，其特征在于，步骤（1）中所述的提取液为甲酸和丙酸的混合液，甲酸与丙酸的质量比为1:1-3；步骤（2）中所述的溶液由氢氧化钠、尿素和水混合而成，氢氧化钠、尿素和水的质量比为1:3-4：10-15，所述丙烯酰胺的质量为步骤（1）得到的产物质量的1-3倍。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的用于改良养殖水体环境的药剂的制备方法，其特征在于，所述用于改良养殖水体环境的药剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将氢氧化钠、增效剂、分散剂、左旋肉碱和过氧化物加入去离子水中，搅拌均匀；
（2）加入膨润土、α-环糊精、水质改良助剂和絮凝助剂，搅拌2-3h，即得用于改良养殖水体环境的药剂。
10.一种如权利要求1-8任意一项所述的用于改良养殖水体环境的药剂的应用，其特征在于，所述用于改良养殖水体环境的药剂每10立方米养殖水的使用量为1-2mL。
Priority Applications (1)
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