CN117486326B

CN117486326B - 一种新型高效的生物抑藻剂

Info

Publication number: CN117486326B
Application number: CN202311445983.5A
Authority: CN
Inventors: 马晓静; 方向东; 李光顺; 邵君前
Original assignee: Anhui Cuiying Lanmeng Biotechnology Co ltd
Current assignee: Anhui Cuiying Lanmeng Biotechnology Co ltd
Priority date: 2023-11-02
Filing date: 2023-11-02
Publication date: 2024-05-17
Anticipated expiration: 2043-11-02
Also published as: CN117486326A

Abstract

本发明提供了一种新型高效的生物抑藻剂，涉及生物技术和水污染治理技术领域。本发明的生物抑藻剂中，由球拟假丝酵母菌的次级代谢产物槐糖脂与絮凝剂壳聚糖复配而成；本发明中使用葡萄糖和菜籽油作为筛选的糖类和植物油碳源，产生的槐糖脂具有优异的抑藻效果；经实际应用验证，本发明中生物抑藻剂能够显著抑制蓝藻的生长和繁殖，起到有效治理水体蓝藻水华的作用。同时，本发明中生物抑藻剂的活性成分是100％生物可降解的，在推荐浓度下对水生生物和环境的毒性较低，对水体生态系统的影响可控。本发明抑藻剂原料来源丰富易得，对蓝藻水华的治理过程环保，不会对水体产生二次污染，具有良好的应用价值。

Description

一种新型高效的生物抑藻剂

技术领域

本发明属于生物技术和水污染治理技术领域，具体涉及一种新型高效的生物抑藻剂。

背景技术

近年来，随着工业化进程的推进，城市生活废水的涌入，世界的各地的水体均出现了不同程度的富营养化。据统计，全国有七成以上的湖泊处于富营养化状态，其中超过三分之一已经达到了中度以上的富营养化水平。而珠江、长江等我国主要河流也不同程度地受到了富营养化的影响。水体富营养化会导致藻类疯狂繁殖，形成水华。这不仅会对河流、湖泊和水库产生负面影响，还会导致附近农田的作物减产甚至死亡。同时，大量的藻类死亡会带来浓浓的腥臭味，严重影响水域周边居民的正常生活，同时还会释放藻毒素严重威胁着人类的饮水安全，同时也会对水中的氧气含量和pH值造成影响，进而影响水下生态系统，对环境造成重大影响。

目前关于水体中藻类的治理方法可大致分为物理、化学和生物三种方法。物理治理方法主要指对水体进行机械处理，以去除或分散浮游植物，优点是作用迅速，无二次污染，缺点是无法根治藻类不断繁殖问题，去除干净后容易二次复发，此外设备、人力需求较大，成本较高。化学方法主要是向水体中投放化学药剂进行藻类的杀灭，但很多化学药剂存在无法降解、生态毒性大和二次污染等问题。生物方法有动物捕食法如投放鲢、鳙鱼等滤食性鱼类从而对藻类进行摄食，种植菖蒲、荷花等水生植物能通过分泌化感物质从而达到抑藻作用，但滤食性鱼类投入过多会引起浮游生物数量的急剧减少，破坏生态平衡，植物化感物质治理方法不适合用于大型水体的治理。

目前针对大型水体的藻类水华的治理主要集中于物理打捞为主，对于小型养殖水体主要通过投放化学药剂进行应急治理，但均不可避免地存在抑藻效果有限或二次污染等问题，目前尚未有生物降解性好、抑藻率高的抑藻剂大面积应用的报道。虽目前已有部分抑藻菌复合制剂的研究和产品相继出现，但其仍主要依靠抑藻菌分泌的抑藻物质来实现抑制作用，而抑藻菌在水体中的繁殖同样面临着一定的困难。

有鉴于此，提供一种生物降解性好、抑藻率高、抑藻时间长的抑藻剂，对实际的抑藻过程以及维护生态平衡、减少环境二次污染有着重要意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种新型高效的生物抑藻剂，该生物抑藻剂具有能够有效杀灭藻类细胞，藻类去除率较高，可长时间抑制藻类细胞的生长繁殖等优点。此外，该生物抑藻剂中的活性成分能100％生物可降解，避免二次污染的问题。

本发明提供一种新型高效的生物抑藻剂，其原料包括：槐糖脂、壳聚糖；按照质量比计算，所述槐糖脂与所述壳聚糖的质量比为2～10:1；槐糖脂包括内酯型槐糖脂；内酯型槐糖脂不低于槐糖脂总质量的40％。

槐糖脂是一种糖脂类生物物质，一般分为酸型槐糖脂、内酯型槐糖脂两种类型，而内酯型槐糖脂具有优异的抑藻作用，能够有效杀死藻类细胞，抑制藻类细胞的生长繁殖。壳聚糖是一种阳离子絮凝剂，对带有负电荷的藻类细胞具有十分良好的絮凝作用。而本发明所采用的槐糖脂包含了一定量的内酯型槐糖脂，通过控制内酯型槐糖脂的占比，能够使槐糖脂与壳聚糖在特定的比例下所形成的生物抑藻剂，在处理水体中藻类物质的过程中起到协同增效的作用，从而有效地提高藻类去除率。造成上述结果的原因在于，壳聚糖能够有效对藻类细胞进行絮凝，这样的絮凝作用能够进一步促进槐糖脂对藻类细胞的快速杀灭以及进一步的生长繁殖抑制，而在特定的物料比例搭配下，不仅槐糖脂与壳聚糖能够发挥它们本身的性能优势，而且能够起到很强的协同作用，有效地提高了生物抑藻剂的的抑藻活性，进而提高了藻类去除率。同时，槐糖脂和壳聚糖均具有一定的抗菌性能，特别是内酯型槐糖脂具有更优异的抗菌性能，能够与壳聚糖共同调节水体环境，促进水体环境的整体改善，从而进一步协同抑制有害藻类细胞的生长繁殖。此外，槐糖脂与壳聚糖这两种物质都是生物可降解物质，基本无毒，不会对环境造成二次污染。此外，当槐糖脂与壳聚糖复配后，不仅进一步增强了絮凝效果和抑藻作用，还可以减少槐糖脂和壳聚糖的使用量，降低其使用成本。

另外，需说明的是，本发明所提供的生物抑藻剂既可以有效降低藻类水华的发生频次和强度，延迟藻类发生的时间，也可以对正处爆发期的藻类物质进行有效的应急治理。未发生藻类水华时，使用本发明所提供的的生物抑藻剂可以有效调节水体环境，可以避免/延迟藻类水华的发生，降低藻类水华发生的强度。发生藻类水华时，使用本发明所提供的的生物抑藻剂可以絮凝藻类细胞成团，使其漂浮在水面上便于打捞，同时极大程度降低水体中藻类细胞数目，抑制藻类细胞的生长繁殖，并有效调节水体环境，避免藻类水华在短时间内再次爆发。

优选地，壳聚糖的数均分子量为20～100万，脱乙酰度不低于70％。控制壳聚糖的数均分子量以及脱乙酰度在上述范围内，有利于充分促进壳聚糖对藻类物质絮凝作用的发挥，增强壳聚糖以及槐糖脂的协同增效作用，提高生物抑藻剂的抑藻作用。

优选地，壳聚糖的数均分子量为20～50万，脱乙酰度不低于80％。

优选地，壳聚糖包括淡水虾类壳聚糖、海虾类壳聚糖、蟹类壳聚糖、海蟹类壳聚糖、昆虫类壳聚糖中的至少一种。

优选地，壳聚糖选自蟹类壳聚糖、海蟹类壳聚糖中的至少一种。

优选地，槐糖脂为球拟假丝酵母菌的次级代谢产物；在合成槐糖脂时，所采用的碳源包括糖类碳源和植物油碳源；糖类碳源包括葡萄糖、蔗糖中的至少一种；植物油碳源包括菜籽油、大豆油、花生油中的至少一种。利用上述糖类碳源以及植物油碳源，能够合成出活性较高的槐糖脂，有利于提高生物抑藻剂的活性，以进一步提高生物抑藻剂的藻类去除率，并且能够更好的抑制藻类细胞生长繁殖。

优选地，在合成槐糖脂时，糖类碳源为葡萄糖，植物油碳源为菜籽油。

优选地，糖类碳源和植物油碳源的质量比为1～3:1。

优选地，利用生物抑藻剂处理水体中藻类物质时，当水体中藻类物质≥1×10⁸cells/L，控制槐糖脂在水体中的浓度不低于50mg/L，且控制壳聚糖的浓度不低于10mg/L；当水体中藻类物质≥5×10⁷cells/L且＜1×10⁸cells/L，控制槐糖脂在水体中的浓度不低于30mg/L，且控制壳聚糖在水体中的浓度不低于6mg/L；当水体中藻类物质≥1×10⁷cells/L且＜5×10⁷cells/L，控制槐糖脂在水体中的浓度不低于10mg/L，且控制壳聚糖在水体中的浓度不低于2mg/L。控制槐糖脂以及壳聚糖在水体中的浓度，有利于槐糖脂以及壳聚糖能够在水体中发挥协同作用，促进其对水体中藻类细胞的杀灭作用以及进一步的生长繁殖抑制作用。同时，以水体中藻类含量不同分别控制水体中槐糖脂以及壳聚糖的浓度，可以在生物抑藻剂使用量较少的情况下，最大程度杀灭藻类细胞以及抑制藻类生长繁殖。且在上述浓度下，不会对水体中其他生物造成不利的影响，有利于水体环境的生态健康。

另外，需注意的是，当槐糖脂的投加浓度≥200mg/L和/或壳聚糖的投加浓度≥50mg/L时，此时的生物抑藻剂虽然对蓝藻的抑制作用起效快且持久，但浓度较高的槐糖脂和/或壳聚糖的投加会对水体中的鱼类等产生一定的生物毒性，给水体环境带来一定的污染。因此，在实际应用中，一般会控制水体中槐糖脂的浓度不高于200mg/L，且控制水体中壳聚糖的浓度不高于50mg/L。

优选地，藻类物质为蓝藻。

优选地，上述新型高效的生物抑藻剂，其制备方法包括如下步骤：S1.将槐糖脂与水混合，配制得到槐糖脂水溶液；S2.将壳聚糖与水混合，接着加入助溶剂使壳聚糖完全溶解，得到壳聚糖溶液；S3.将槐糖脂水溶液与壳聚糖溶液混合，得到生物抑藻剂。

优选地，在S2中，助溶剂为冰醋酸溶液，能促进壳聚糖在水中的电离，增强其对于藻类细胞的絮凝效果。另外，使用冰醋酸有利于壳聚糖的稳定，避免其过快的降解，同时也不会对槐糖脂的活性和稳定性产生影响，提高生物抑藻剂的稳定性，有利于提高生物抑藻剂在处理藻类水华时抑藻效果的长效性。

优选地，在S2中，冰醋酸溶液的浓度为0.2～5％(体积浓度)。

综上，与现有技术相比，本发明所提供的生物抑藻剂中通过将槐糖脂与壳聚糖搭配使用，相比于现有藻类物质的处理方法如物理、化学类药剂及生物法，具有抑制率高、不易二次复发、对环境无毒性以及生物可降解的优点，实现了藻类水华的快速治理以及持续抑制的目的，对水体藻类水华泛滥的防治具有高效性和持久性等特点，对环境保护及水产养殖等具有重要的实践意义。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件下进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

如本文所使用,术语“约”用于提供与给定术语、度量或值相关联的灵活性和不精确性。本领域技术人员可以容易地确定具体变量的灵活性程度。

浓度、量和其他数值数据可以在本文中以范围格式呈现。应当理解,这样的范围格式仅是为了方便和简洁而使用，并且应当灵活地解释为不仅包括明确叙述为范围极限的数值，而且还包括涵盖在所述范围内的所有单独的数值或子范围,就如同每个数值和子范围都被明确叙述一样。例如，约1至约4.5的数值范围应当被解释为不仅包括明确叙述的1至约4.5的极限值，而且还包括单独的数字(诸如2、3、4)和子范围(诸如1至3、2至4等)。相同的原理适用于仅叙述-一个数值的范围,诸如“小于约4.5”，应当将其解释为包括所有上述的值和范围。此外，无论所描述的范围或特征的广度如何，都应当适用这种解释。

任何方法或过程权利要求中所述的任何步骤可以以任何顺序执行，并且不限于权利要求中提出的顺序。

下述实施例所涉及到的组分百分比，除特别说明之外均为质量百分比。

实施例1

本实施例中的生物抑藻剂按照如下步骤进行制备：

S1.将1.8kg的内酯型槐糖脂，加入18kg的水进行稀释，得到槐糖脂水溶液，其中内酯型槐糖脂含量为100g/L；

S2.将0.36kg壳聚糖与7.2L水混合，接着加入72mL的冰醋酸，常温25℃下搅拌30min至完全溶解，制成50g/L的壳聚糖溶液；其中，壳聚糖为海蟹类壳聚糖，数均分子量为20万，脱乙酰度为90％；

S3.将槐糖脂水溶液与壳聚糖溶液混合并搅拌10min，得到生物抑藻剂。

使用上述制备得到的生物抑藻剂进行蓝藻水华的治理实验，具体步骤如下：

在一个8×1.5m、水深1.5m的水洼中将上述生物抑藻剂均匀喷洒到水体中，并控制水体中的槐糖脂浓度为100mg/L、壳聚糖浓度为20mg/L，此时，槐糖脂与所述壳聚糖的质量比为5:1，使用电动喷雾器均匀喷洒加入到池塘中，蓝藻密度为1×10⁸cells/L的藻密度，水体呈现微绿色，每天取水样进行藻密度观察，连续观察21天。测试结果为：对于槐糖脂浓度为100mg/L+壳聚糖浓度为20mg/L的生物抑藻剂，其3天蓝藻去除率为89.13％；7天去除率为92.21％；14天去除率为94.43％；连续观察21天后，蓝藻去除率达到95.37％。

另外，合成本实施例中的槐糖脂按照如下方法：将葡萄糖(糖类碳源)和菜籽油(植物油碳源)以质量比为2:1加入发酵罐，并加入适量的磷酸二氢钠、硫酸镁等无机盐。接着进行实罐灭菌处理，条件为121℃，20min，该步骤能够有效杀灭发酵液中存在的细菌、真菌等微生物，降低杂菌感染的风险，保证发酵过程的可控性和稳定性。待发酵罐冷却至室温后，将培养好的球拟假丝酵母菌种子液泵入发酵罐中，在300rpm，28℃的条件下，使菌株在发酵液中生长代谢，产生槐糖脂。整个发酵过程持续5天。随后，采用物理自然沉降的方法将槐糖脂从发酵液中分离出来，即槐糖脂粗品。通过萃取和其他纯化技术，获得纯品内酯型槐糖脂和酸型槐糖脂，本实施例中所采用的内酯型槐糖脂就是由此得到的，其他实施例与对比例所采用的内酯型槐糖脂比例不同的槐糖脂皆如上述步骤制备和复配得到。

实施例2

本实施例中的生物抑藻剂按照如下步骤进行制备：

S1.将0.9kg的内酯型槐糖脂，加入9kg的水进行稀释，得到槐糖脂水溶液，其中内酯型槐糖脂含量为100g/L；

S2.将0.18kg壳聚糖与3.6L水混合，接着加入36mL的冰醋酸，常温25℃下搅拌30min至完全溶解，制成50g/L的壳聚糖溶液；其中，所采用的壳聚糖与实施例1一致；

使用上述制备得到的生物抑藻剂进行蓝藻水华的治理实验，具体步骤如下：在一个8×1.5m、水深1.5m的水洼中将上述生物抑藻剂均匀喷洒到水体中，并控制水体中的槐糖脂浓度为50mg/L、壳聚糖浓度为10mg/L，此时，槐糖脂与所述壳聚糖的质量比为5:1。使用电动喷雾器均匀喷洒加入到池塘中，蓝藻密度为5×10⁷cells/L的藻密度，水体呈现淡绿色，每天取水样进行藻密度观察，连续观察21天。测试结果为：对于槐糖脂浓度为50mg/L+壳聚糖浓度为10mg/L的生物抑藻剂，其3天蓝藻去除率为82.74％；7天去除率为86.23％；14天去除率为88.32％；连续观察21天后，蓝藻去除率达到89.91％。

实施例3

本实施例中的生物抑藻剂按照如下步骤进行制备：

S1.将0.36kg的内酯型槐糖脂，加入3.6kg的水进行稀释，得到槐糖脂水溶液，其中内酯型槐糖脂含量为100g/L；

S2.将0.09kg壳聚糖与1.8L水混合，接着加入18mL的冰醋酸，常温25℃下搅拌30min至完全溶解，制成50g/L的壳聚糖溶液；其中，所采用的壳聚糖与实施例1一致；

在一个8×1.5m、水深1.5m的水洼中将上述生物抑藻剂均匀喷洒到水体中，并控制水体中的槐糖脂浓度为20mg/L、壳聚糖浓度为5mg/L，此时，槐糖脂与所述壳聚糖的质量比为4:1。使用电动喷雾器均匀喷洒加入到池塘中，蓝藻密度为1×10⁷cells/L的藻密度，水体呈现浅绿色，每天取水样进行藻密度观察，连续观察21天。测试结果为：对于槐糖脂浓度为20mg/L+壳聚糖浓度为5mg/L的生物抑藻剂，其3天蓝藻去除率为69.47％；7天去除率为76.18％；14天去除率为78.61％；连续观察21天后，蓝藻去除率为78.32％。

实施例4

本实施例共设置4个处理组，以内酯型槐糖脂在槐糖脂总质量中的占比变量，探究内酯型槐糖脂在槐糖脂总质量中的占比(以下简称为内酯型槐糖脂含量)不同对所得生物抑藻剂对蓝藻水华的治理效果的影响，这4个处理组分别记为处理组1#、处理组2#、处理组3#、处理组4#，在生物抑藻剂制备过程中，除内酯型槐糖脂含量与实施例1不一致，其余与实施例1一致。各处理组中的槐糖脂总质量保持一致，内酯型槐糖脂含量参考表1，其余部分为酸型槐糖脂。

对这4个处理组中的生物抑藻剂分别进行蓝藻水华的治理实验，具体步骤参考实施例1，并将这4个处理组与实施例1进行比较，测试结果参考表1。

表1实施例4中各处理组中生物抑藻剂的蓝藻去除率测试结果

由表1可以看出，内酯型槐糖脂的含量越高，蓝藻去除率相对越高；内酯型槐糖脂的含量为40％及以上时，3天时蓝藻的去除率均达到80％以上，并随处理时间的增加逐渐提高，21天时蓝藻去除率均维持在90％以上，这表明内酯型槐糖脂的含量对蓝藻的去除效果有显著影响。当内酯型槐糖脂含量为100％时，其抑藻效果最好，21天时蓝藻去除率达到95.37％，原因可能是高浓度内酯型槐糖脂与壳聚糖的协同作用更明显，从而进一步提高复合成生物抑藻剂的蓝藻去除效果。

实施例5

本实施例共设置5个处理组，以槐糖脂与壳聚糖的质量比为变量，探究槐糖脂与壳聚糖的质量比不同对所得生物抑藻剂对蓝藻水华的治理效果的影响，这5个处理组分别记为处理组5#、处理组6#、处理组7#、处理组8#、处理组9#。在生物抑藻剂制备过程中，除槐糖脂与壳聚糖的质量比与实施例1不一致，其余与实施例1一致。各处理组中槐糖脂与壳聚糖的质量比参考表2。

对这5个处理组中的生物抑藻剂分别进行蓝藻水华的治理实验，具体步骤参考实施例1，并将这5个处理组与实施例1测试结果进行比较，测试结果参考表2。需注意的是，在制备不同生物抑藻剂时，槐糖脂和壳聚糖的质量比不同，但这两种物质的总质量保持相同。根据其质量比不同，各处理组水体中槐糖脂浓度以及壳聚糖浓度也随之变化，最终应用到蓝藻水华的治理实验中，具体参考表2。

表2实施例5中各处理组中生物抑藻剂的蓝藻去除率测试结果

由表2可知，通过调节槐糖脂与壳聚糖的质量比，发现槐糖脂与壳聚糖具有良好的协同作用，槐糖脂与壳聚糖的质量比在2～10:1之间所形成的生物抑藻剂，均对蓝藻有良好的去除效果，其在21天时的蓝藻去除率均在90％以上，即可较长时间维持蓝藻的高去除率状态。经3天处理后，壳聚糖浓度高而槐糖脂浓度低的组别蓝藻去除率一般较高，这主要由壳聚糖的絮凝作用引发。相比于壳聚糖，槐糖脂发挥的杀藻效果需要更长时间体现，因此，从第3天到第21天，各处理组的蓝藻去除率逐渐增加，且增加量因槐糖脂浓度的增大而增加。例如，处理组9#的蓝藻去除率增加了26.54％，而处理组5#仅增加了2.47％，说明槐糖脂发挥的长期杀藻的作用效果对蓝藻去除效果的影响较大。综合考虑槐糖脂和壳聚糖的浓度比，当槐糖脂浓度与壳聚糖浓度比例为5:1时，第21天的蓝藻去除率最高，达到了95.37％。这表明在该比例下，槐糖脂和壳聚糖的协同效应最为显著，对蓝藻的去除效果最好，既具有快速去除蓝藻，又具有持续的高抑制蓝藻生长繁殖的性能，即在第3天时就具有较高的蓝藻去除率，而在第21天时仍具有很高的蓝藻去除率，综合处理效果最佳。

实施例6

本实施例共设置6个处理组，以壳聚糖的分子量以及脱乙酰度为变量，探究壳聚糖的不同分子量以及脱乙酰度对形成的生物抑藻剂对蓝藻水华的治理效果的影响，这6个处理组分别记为处理组10#、处理组11#、处理组12#、处理组13#、处理组14#、处理组15#，在生物抑藻剂制备过程中，除壳聚糖的分子量和/或脱乙酰度与实施例1不一致，其余与实施例1一致。各处理组中的壳聚糖的分子量和/或脱乙酰度的具体数值参考表3。

对这6个处理组中的生物抑藻剂分别进行蓝藻水华的治理实验，具体步骤参考实施例1，并将这6个处理组与实施例1进行比较，测试结果参考表3。

表3实施例6中各处理组中生物抑藻剂的蓝藻去除率测试结果

由表3可以看出，当所采用的壳聚糖的数均分子量为20～100万，脱乙酰度在70％以上时，3天后的蓝藻去除率均接近80％甚至80％以上，21天后的蓝藻去除率达到90％以上，能够实现在短时间内迅速去除蓝藻的同时，长时间保持较高的蓝藻去除率。进一步，壳聚糖的分子量在20～50万，脱乙酰度在80％以上时，在第14天时的蓝藻去除率均已经高于90％，说明符合上述特征的壳聚糖，能够与槐糖脂发挥更加明显的协同作用，达到更快去除蓝藻的目的。

实施例7

本实施例共设置4个处理组，以壳聚糖的来源为变量，探究壳聚糖的不同来源对形成的生物抑藻剂对蓝藻水华的治理效果的影响，这4个处理组分别记为处理组16#、处理组17#、处理组18#、处理组19#，在生物抑藻剂制备过程中，除壳聚糖来源与实施例1不一致，其余与实施例1一致。各处理组中的壳聚糖来源具体参考表4。

表4实施例7中各处理组中生物抑藻剂的蓝藻去除率测试结果

表4显示了不同来源材料制备的壳聚糖与槐糖脂复配后形成的生物抑藻剂在处理蓝藻时的效果差异。可以发现，使用海蟹类壳聚糖复和蟹类壳聚糖制备而成的生物抑藻剂，其蓝藻去除率在第14天时就已大于90％，第21天时的蓝藻去除率仍然维持90％以上，保持着较高的去除率。这说明这两种壳聚糖与槐糖脂具有更好协同增效作用，用于生物抑藻剂的制备与应用中时，具有更明显的蓝藻去除效果。

实施例8

本实施例共设置5个处理组，以合成槐糖脂发酵粗品的碳源搭配为变量，探究碳源搭配对形成的生物抑藻剂对蓝藻水华的治理效果影响，这5个处理组分别记为处理组20#、处理组21#、处理组22#、处理组23#、处理组24#，在制备槐糖脂发酵粗品中，除碳源的搭配与实施例1不一致，其余与实施例1一致。各处理组中的碳源的具体搭配的参考表5。

对这5个处理组中的生物抑藻剂分别进行蓝藻水华的治理实验，具体步骤参考实施例1，并将这5个处理组与实施例1进行比较，测试结果参考表5。

表5实施例8中各处理组中生物抑藻剂的蓝藻去除率测试结果

由表5可以看出，糖类碳源所产的槐糖脂对蓝藻的去除率具有重要影响。具体而言，在糖类碳源中，葡萄糖所产的槐糖脂普遍具有较高的蓝藻去除率，相比之下蔗糖所产的槐糖脂的去除率较低。因此，选用葡萄糖以生产槐糖脂，更有利于提高生物抑藻剂的效果。此外，对于植物油碳源，菜籽油作为植物油碳源，所生产的槐糖脂的蓝藻去除率明显高于其它两种植物油碳源。因此，选择葡萄糖和菜籽油搭配生产的槐糖脂，更有利于提高制备得到的生物抑藻剂的蓝藻去除效果。

实施例9

本实施例与实施例1不同的在于，利用实施例1中一致的生物抑藻剂去进行绿藻(小球藻)的生长抑制实验，除将实施例1中的蓝藻替换成本实施例的绿藻类小球藻外，其余与实施例1一致。

绿藻生长抑制实验测试结果为：3天绿藻生长抑制率为68.36％；7天生长抑制率为73.24％；14天生长抑制率为74.89％；连续观察21天时，绿藻生长抑制率达到76.46％。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于，只采用槐糖脂作为生物抑藻剂；且在进行蓝藻水华的治理实验时，控制水体中槐糖脂的浓度为100mg/L；其余与实施例1一致。

蓝藻水华的治理实验测试结果为：3天蓝藻去除率为68.18％；7天去除率为78.14％；14天去除率为85.53％；连续观察21天时，蓝藻去除率达到86.31％。

对比例2

本对比例与实施例2的区别在于，只采用槐糖脂作为生物抑藻剂；且在进行蓝藻水华的治理实验时，控制水体中槐糖脂的浓度为50mg/L；其余与实施例2一致。

蓝藻水华的治理实验测试结果为：3天蓝藻去除率为55.06％；7天去除率为50.39％；14天去除率降至17.20％；21天观察时发现蓝藻已发生复长现象，藻密度为最初的128.70％。

对比例3

本对比例与实施例3的区别在于，只采用槐糖脂作为生物抑藻剂；且在进行蓝藻水华的治理实验时，控制水体中槐糖脂的浓度为20mg/L；其余与实施例3一致。

蓝藻水华的治理实验测试结果为：3天蓝藻去除率为40.73％；7天去除率为26.09％；14天去除率为2.27％；21天观察时发现蓝藻已发生复长现象，藻密度为最初的155.26％。

对比例4

本对比例与实施例1的区别在于，只采用壳聚糖作为生物抑藻剂，不添加槐糖脂。

蓝藻水华的治理实验测试结果为：3天蓝藻去除率为54.91％；7天去除率为55.22％；14天去除率为29.74％；21天观察时发现蓝藻已发生复长现象，藻密度为最初的141.26％。

分析实施例9以及对比例1～4中的测试结果。实施例9中利用本发明的生物抑藻剂去处理绿藻生长泛滥时，其也能起到一定的去除作用，但是短时间内的藻类去除率没有蓝藻高，且长时间下的绿藻去除率也低于蓝藻。这说明，本发明中的生物抑藻剂也可以对其他藻类进行一定程度的生长抑制和去除，但对于蓝藻的生长抑制以及去除效果是最佳的。对比例1～3中只采用了槐糖脂作为生物抑藻剂，3天内的蓝藻去除率分别只有68.18％、55.06％、40.73％，这说明，仅用槐糖脂作为生物抑藻剂在短时间内对蓝藻的去除效果有限；第14天时的蓝藻去除率分别只有85.53％、17.20％、2.27％；第21天时，除对比例1外，蓝藻去除率均为负值，即蓝藻复长。这说明，高浓度槐糖脂可以长时间抑制蓝藻生长，但效率和效果均低于实施例1；当仅用中低浓度槐糖脂作为生物抑藻剂时，只能短时间抑制蓝藻生长，无法长时间抑制蓝藻生长，且去除率均低于实施例2、3。对比例4中仅采用壳聚糖作为生物抑藻剂，蓝藻去除率随处理时间的增加而逐渐降低，说明蓝藻出现了复长现象，仅使用壳聚糖只能起到絮凝作用，同样无法长时间抑藻蓝藻的生长。因此，对比例1～4的测试结果说明，仅采用槐糖脂或者是壳聚糖作为生物抑藻剂无法达到长时间、高藻类去除率的效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但这些修改或替换均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高效的生物抑藻剂，其特征在于，其原料包括：槐糖脂、壳聚糖；按照质量比计算，所述槐糖脂与所述壳聚糖的质量比为2～10:1；

所述槐糖脂包括内酯型槐糖脂；

所述内酯型槐糖脂不低于所述槐糖脂总质量的40％；

所述壳聚糖的数均分子量为20～100万，脱乙酰度不低于70％；

所述生物抑藻剂用于处理蓝藻；

所述壳聚糖包括淡水虾类壳聚糖、海虾类壳聚糖、蟹类壳聚糖、昆虫类壳聚糖中的至少一种；

所述槐糖脂为球拟假丝酵母菌的次级代谢产物；

在合成所述槐糖脂时，所采用的碳源包括糖类碳源和植物油碳源；

所述糖类碳源包括葡萄糖、蔗糖中的至少一种；

所述植物油碳源包括菜籽油、大豆油、花生油中的至少一种。

2.如权利要求1所述生物抑藻剂，其特征在于：所述壳聚糖的数均分子量为20～50万，脱乙酰度不低于80％。

3.如权利要求1所述生物抑藻剂，其特征在于：在合成所述槐糖脂时，所述糖类碳源为所述葡萄糖，所述植物油碳源为所述菜籽油。

4.如权利要求1所述生物抑藻剂，其特征在于：所述糖类碳源和所述植物油碳源的质量比为1～3:1。

5.如权利要求1～4任一项所述生物抑藻剂，其特征在于：利用所述生物抑藻剂处理水体中所述蓝藻时；

当所述水体中所述蓝藻≥1×10⁸cells/L，控制所述槐糖脂在所述水体中的浓度不低于50mg/L，且控制所述壳聚糖的浓度不低于10mg/L；

当所述水体中所述蓝藻≥5×10⁷cells/L且＜1×10⁸cells/L，控制所述槐糖脂在所述水体中的浓度不低于30mg/L，且控制所述壳聚糖在所述水体中的浓度不低于6mg/L；

当所述水体中所述蓝藻≥1×10⁷cells/L且＜5×10⁷cells/L，控制所述槐糖脂在所述水体中的浓度不低于10mg/L，且控制所述壳聚糖在所述水体中的浓度不低于2mg/L。

6.如权利要求1所述生物抑藻剂，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：

S1.将所述槐糖脂加到纯水溶液中，混合均匀，得到槐糖脂水溶液；

S2.将所述壳聚糖与水混合，接着加入助溶剂，混合均匀使所述壳聚糖完全溶解，得到壳聚糖溶液；

S3.将所述槐糖脂水溶液与所述壳聚糖溶液混合均匀，得到所述生物抑藻剂。