植物浸出液基複合抑藻劑的製作方法

2023-10-09 23:35:34

專利名稱：植物浸出液基複合抑藻劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及水華汙染環境治理技術，更為具體地說，是涉及一種用於抑制富 營養化淡水水體中藻類過渡生長，防止和消除淡水水華發生的植物浸出液基複合 抑藻劑。
背景技術：
目前，天然水體富營養化已成為世界所面臨的重大環境汙染問題之一。在中 國，淡水湖泊、水庫富營養化問題十分嚴重，除了雲南滇池、江蘇太湖和安徽巢 湖三大淡水湖泊已發生嚴重的藍藻水華汙染外，長江、黃河中下遊的許多湖泊和 水庫中也都相繼發生了不同程度的藍藻水華汙染現象並檢測到了藻毒素的存在。 部分湖泊中魚蝦基本絕跡，而代之以適應汙染的各類底棲微小生物類群，湖泊水 體的顏色、氣味均有不同程度的惡化，部分湖泊甚至成為納汙水體。許多知名湖 泊的地理位置處於大、中城市周邊，它們的汙染導致城市景觀質量下降，嚴重影 響了這些地區居民的身心健康。水質汙染導致湖泊及其沿岸的生物多樣性下降， 特別是一些對人類有益的或有潛在價值的物種消失。同時這些湖泊水庫都是重要 的飲用水源，藻類死亡後釋放出的藻毒素，在自然水體中降解緩慢，從而給人類 健康埋下隱患。因此，面對天然淡水水體富營養化程度日益加劇和藍藻水華暴發 越來越頻繁的局勢，水體水華防治刻不容緩。
控制淡水富營養化藻類生長、治理水華汙染的技術方法，目前歸納起來主要 包括(1)控制氮、磷等營養物的流入；(2)物理方法治理；(3)化學方法防 治；(4)生態方法防治；(5)生物方法防治。其中控制氮、磷等營養物的流入主要 是防止人類各種不合理的活動，減少和切斷營養鹽來源和通道，從而達到控制水 域藻類生長和水華汙染治理。物理治理方法是將汙染物質轉移到別的地方，從而 達到控制水域藻類生長和水華汙染治理，但汙染物本身並沒有得到根治，因此有 很大的局限性，且成本很高，不宜大規模提倡。化學治理方法是以硫酸銅、二氧 化氯等殺藻劑對水域藻類進行滅殺，以達到控制水域藻類生長，但這種方法對水
3域有時是雪上加霜，會使水中增加影響魚類健康的新化學物質，會帶來二次汙染， 不宜提倡。生態治理方法是通過種植水生溼地植物降低水體中的氮磷，以達到控 制水域藻類生長和水華汙染治理，這種方法是一種長期預防的有效方法，但這種 方法實施工程巨大，耗時較長，在短期內難以見到效果，且還存在引入生物數量 的問題，即在某一特定水域引入多少數量的生物能使水體生態系統不至於被破 壞。因為在特定水域過量引入其他生物對水體生態系統本身會有嚴重的影響。
控制淡水富營養化藻類生長、治理水華汙染，目前在學術界提倡的方法是生 物防治方法。生物防治方法不僅具有效率高、成本低以及無二次汙染等顯著優點， 且與當今世界提倡的人與自然和諧發展不謀而合，因此這項技術也成為當前水環 境技術的研究開發的方向。目前釆用生物方法控制富營養化水域藻類生長、治理 水華汙染的公開技術有
1、 生物激活劑生物修復技術。該技術是通過提供好氧微生物所需酵素、氧 份及生長活動刺激劑，促進好氧微生物消化分散作用，加速去除汙水中的有機汙 染物，提升水體溶氧，對汙水進行處理。生物激活劑一種是由美國的一家公司生
產，臺灣能邦科技公司代理在中國大陸銷售，另一種為美國的Probiotic Solutions公司研製的水體淨化促生液(Bio-energizer，簡稱BE)。兩種產品的 成分接近，主要有氮基酸、尿素、腐殖酸、酶、維生素、酵母膏等50種以上的 有機複合營養物，不含微生物。該技術的不足之處在於，生物激活劑在激活好氧 微生物的同時也會促進藻類光合作用，雖然不會形成水華，但會使藻類生長超過 對照樣本，導致水體透明度降低。並且顯效時間慢，通常要十天以上。
2、 發酵稻草提取液(BFA)抑藻。該技術為上海強微生物技術有限公司開發 完成，發酵稻草提取液由廢棄稻稈經生物發酵而成，含有酚羥基、羧基和甲氧基 等活性基團的胺基酸、多糖、多元有機酸和維生素等組成的生化複合液，用以提 高微生物的活性，強化對汙染水體生物修復的效果。該技術的缺陷和不足， 一是 只適用於淺層水體，對於長江三峽等大型水域則不太適用。二是該發酵液的抑藻 作用具有特異性，對魚腥藻和念珠藻有顯著抑制效果，而對小球藻的抑制效果不
明顯，且對於實際的自然水體的抑藻長期效應還有待證實。另外實驗研究表明， 發酵稻草提取液滅菌後沒有抑藻效果，這表明發酵稻草提取液是其所含微生物起 主要抑藻作用，這也就是說將其應用到自然水體中會引入外來微生物，具有生物安全隱患。現有很多市售及專利產品的生物抑藻劑(如上海林瑞水景園藝有限公 司專利產品生物抑藻劑)都含有細菌，有著同樣的生態安全問題。
3、 大麥稈控藻。它的抑藻機理比較複雜，目前還沒有徹底弄清。它是一種 環境友好，生態安全、經濟適用的有效控藻物質。但它在實際應用中不足之處在 於影響水體美觀，妨礙水體的部分娛樂功能；並在大麥稈投放一定時間(一般 為6-12月)後就不再具有抑藻效應；而且對它的後期處置問題也未有很好的解 決途徑。
4、 生物製劑H 。由清華大學開發，由木屑、麩皮等發酵而成。具有一定的 抑藻效果，但作用較弱，並有一定色度，影響水體美觀。
5、 植物提取物抑藻。是一類利用植物化感物質抑制藻類生長的方法， 一種
是直接投放水生植物材料，如清華大學的胡洪營等已申請中國發明專利的方法， 將水生植物粉碎後投入水體，殺滅藻類。該技術的不足之處與大麥稈一樣，影響 水面美觀，並且後期處置麻煩。另一種是將抑藻物質從植物中提取出來，如天津 農學院將黃蓮煮後的藥劑用於抑藻，其不足是存在有顏色問題，會使水變黃。
6、 植物化感物質抑藻。該技術是直接將水生植物粉碎後投入水體，以殺滅
藻類。其不足之處是與大麥稈一樣，影響水體美觀，並且後期處置麻煩。
7、 生化複合除藻劑。由三愛公司劉光釗發明，採用天然抑藻材料(由天然作 物提取)，加上一定的化學物質和微生物菌群，製作成聖A—3緩衝綜合型除藻 劑。這種除藻劑能改變有害藻類生長環境中的電解狀態，誘導藍藻超常光合作 用，加快代謝，導致細胞破裂而死亡，同時促進消耗磷和其他養分，達到有效控 制藍藻生長的目的。但其中也含有微生物，也具有引入外來生物的生物安全性問 題。也是治標不治本，方法單一，只適於短期抑藻。

發明內容
針對現有技術控制淡水富營養化藻類生長、治理水華汙染存在的不足，本發 明的目的旨在提供一種新的抑制富營養化淡水水體中藻類過渡生長，防止和消除 淡水水華發生的植物浸出液基複合抑藻劑，以解決現有淡水富營養化水體水華汙
染治理技術存在的由於外來微生物引入帶來的生物安全隱患，抑藻效果較弱，影 響水面美觀，實用性差或適用範圍有限等諸多問題。本發明所要解決的上述技術問題，可通過由以下技術方案構成的植物浸出液 基複合抑藻劑得以解決。
本發明公開的植物浸出液基複合抑藻劑，其組分組成按重量百分比計為植
物浸出液50%-80%,沒食子酸5°/。-30%和茶多酚5%-30%，所述植物浸出液選自 蘋果浸出液、葡萄浸出液和洋蔥等浸出液。
為了取得更好的效果，本發明公開的植物浸出液基複合抑藻劑還可以含有異 Vc鈉、磷脂、植酸和EDTA中的一種或多種組分，其中異Vc鈉的重量含量一 般控制在5%-20%，磷脂的重量含量一般控制在1%-10%，植酸的重量含量一般 控制在2%-18%， EDTA的重量含量一般控制在1%-20%。
在本發明公開的植物浸出液基複合抑藻劑方案中，植物浸出液既可自己制 取，如有出售也可以購取。通常為自己製取。製取的方法很多，如壓搾製取。沒 食子酸、茶多酚、異Vc鈉、磷脂、植酸和EDTA通常由市場上購買取得，它們 均有市售，它們的含量與複合抑藻劑的抑藻效果、抑藻劑的生產成本和適用水體 的pH值等因素有關，考慮這些因素後，宜將沒食子酸的重量含量控制在5%-30% 範圍，茶多酚個重量含量控制在5%-30%範圍，Vc鈉的重量含量控制在5M-20。/。 範圍，磷脂的重量含量控制在1%-10%範圍，植酸的重量含量控制在2%-18%範 圍，EDTA的重量含量控制在1%-20%範圍。
採用本發明提供的植物浸出液基複合抑藻劑抑制富營養化淡水水體中藻類 過渡生長，防止和消除淡水水華發生，是根據自然水體水文情況和水華情況，對 水體水面噴灑抑藻劑。本發明提供的抑制藻劑其作用機理， 一方面是抑藻劑中的 有效成分能螯合藻類所需金屬離子及其它營養鹽，限制藻類的營養吸收；另一方 面抑藻劑中的植物成分含有藻類不能吸收利用卻能促進水中好氧微生物生長的 物質，通過競爭性抑制限制藻類過剩繁殖；再一方面是抑藻劑具有絮凝作用，能 使死亡藻類沉到水底，從而消除水華，達到短期應急抑藻效果。因此，對水華水 體噴施本發明提供的植物浸出液基複合抑藻劑，具有直接抑制藻類生長的效果。
本發明的植物浸出液基複合抑藻劑，具有抑藻與水質淨化得以同時進行的 功能，具有作用效率高、成本低、無二次汙染以及易於實施等顯著優點， 既適用於小型封閉水體，又適用於緩流大型水域。
本發明的植物浸出液基複合抑藻劑，其基體組分為天然植物浸出物，因此價
6格比較低廉， 一般僅為幾十元一公斤。另一方面，複合抑藻劑環境友好，半衰 期僅幾天，短期內可生物降解，不引入外來生物，無毒性。毒性實驗表明， 本發明提供的抑藻劑對錦鯽96h的LCs。為780mgL—、而常用作用濃度為2-3mgL—', 因而對水生生物具有可靠的生物安全性。且抑藻效果好、作用迅速，三天 可見效，七天可消除水華；長期維護的水體不長水華。此外，抑藻劑還具有用 量少，操作容易，簡便、經濟、實用等特點，是抑制富營養化淡水水體中 藻類過渡生長，防止和消除淡水水華發生的一種理想的抑藻劑。用本發明提 供的植物浸出液基複合抑藻劑進行水華汙染治理，是一種安全、高效、經 濟、環保和實用的水華防治方法，具有重要的應用價值。 發明與現有技術相比，其優點及技術效果可進一步概括為-
1、 本發明提供的植物浸出液基複合抑藻劑，其基本組分為天然植物提 取物，短期內可生物降解，實驗表明其半衰期為七天左右。因此不會給 環境帶來二次汙染，也沒有後期處置問題。而用麥稈或投入水生植物段 會有後期處置問題。而目前中國生產的抑藻劑的生物降解問題沒有得到 確證。
2、 採用本發明提供的植物浸出液基複合抑藻劑，用於抑制富營養化淡水水 體中藻類過渡生長，防止和消除淡水水華發生，抑藻效果好，作用迅速，三天即 可見效，七天使水華消失，可長期維護水體不發生水華汙染。發明人曾用於三峽 上遊實驗水體，取得很好效果。實驗研究表明，在藻生長的指數增長期，可使藻 密度七天後下降47. 3%，並可使水中藻毒素含量下降。
3、 本發明提供的植物浸出液基複合押藻劑，由於其基本組分為常見植物的 浸出液，因此價格低廉， 一般僅為幾十元一公斤，而國外生產的抑藻劑產品為二 百多元一公斤，適宜普及推廣。
4、 本發明提供的植物浸出液基複合抑藻劑適用性廣，既可適用於小型封閉 水體，如池塘，景觀水體，水庫，也可適用於大型自然緩流水體，如大型湖泊、 長江三峽庫區等水體。


附圖1是本發明提供的植物浸出液基複合抑藻劑用於加入有實驗室相同條件培養出的微囊藻水體中，經48小時後的抑制效果示意圖。圖中l組樣品為水 體中藻密度10S個/L， 2組樣品為水體中藻密度107個幾，3組樣品為水體中藻密 度108個/L。在每組樣品的柱形圖中，不同的圖示柱分別表示水體中不同的抑藻 劑濃度，從左至右的柱形圖依次為抑藻劑Oppm(對照)、抑藻劑2ppm、抑藻 劑6ppm、抑藻劑12ppm。由圖中可以看出，48小時後有明顯的抑制效果，但 並不是將藻完全殺死。
具體實施例方式
以下通過實施例對本發明作進一步的具體描述。有必要指出的是，以下的實 施例只用於對本發明做進一步的說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，所 屬領域技術熟悉人員根據上述發明內容，對本發明做出一些非本質的改進和調整 並不是難事，但這樣的修改與調整應仍屬於本發明的保護範圍。
下述實施例所涉及到的組分百分比，除特別說明之外均為重量百分比。
實施例
發明人將本發明提供的植物浸出液基複合抑藻劑用於多處養魚塘、休閒農莊 池塘景觀水體等進行現場抑藻實驗，目前都已經取得了良好效果。
1、 具體實施方法
(1) 水質監測。於噴施抑藻劑前取水樣檢測藻密度，葉綠素含量，水生動 物種群數量及各項水質指標。
(2) 配備複合抑藻劑。複合抑藻劑的組分構成以重量百分比計為蘋果浸 出液60%，沒食子酸15%和茶多酚15%,異Vc鈉10%。
(3) 噴施複合抑藻劑。根據水質檢測結果，確定加抑藻劑的量。如水體屬 於藻類指數增長期，水面尚無水華發生，每周加1次抑藻劑，使水中終濃度為 2ppm左右(需根據7天的半衰期和水體體積確定抑藻劑所需重量)；如水體已發 生水華，則每周加1-2次抑藻劑，使水中終濃度為3-6ppm，進行水面均勻噴灑。 水華消失後，根據氣候和水質水文情況每1-2周加一次抑藻劑使水中終濃度為 l-2ppm，進行水質維護。在冬季無需加藥。
2、 抑藻效果
(1)實驗室抑藻效果。實驗室抑藻效果如附圖1中所示，從圖中可以看到，將複合抑藻劑加入到生長有實驗室相同條件培養出的微囊藻但水體中，48小時 過後有明顯的抑制效果，但並沒有將藻完全殺死。
(2)現場抑藻效果。加入有本實施例的植物浸出液基複合抑藻劑的池中沒 有水華發生，而沒有加入複合抑藻劑的空白對照水體中有水華發生。並且顯效較 快，為一周左右。在已發生水華的水體中加入本實施例的植物浸出液基複合抑藻 劑，水體總藻數和藍藻數量下降了一個數量級，而對照水體中的總藻數沒有較大 變化，藍藻數量增加一個數量級(見附表l)。
表l :現場抑藻效果
(15個/L)20090406 200090413 6. 5 1. 60
實驗水體
總藻數
330. 93
300, 89
20090420 0. 66 213. 12
20090503 0. 53 45. 65
對照
總藻數
5. 56 333. 42
6. 03 456. 67
10. 99 789. 54
15.41 890. 56
(3)複合抑藻劑生物安全性。本實驗階段中(半年)實驗水體中無放養魚 死亡，水生植物生長旺盛，證明所用抑藻藥劑有可靠的生物安全性。實驗室對錦 鯽的急性毒性實驗表明，其96小時半致死濃度為680ppm，遠遠高於抑藻作用濃 度，因此是安全的。
發明人還用下述配方配製的複合抑藻劑進行了實驗，都取得了比較好的實驗 效果。複合抑藻劑中的各組分構成均以重量百分比計。
1 葡萄浸出液60% ;異Vc鈉10。/。；沒食子酸10%;茶多酚20%。
2洋蔥浸出液70%;沒食子酸10%;茶多酚20%。
3蘋果浸出液65%;沒食子酸15%;茶多酚10%;異Vc鈉5。/。；磷脂5%。
4葡萄浸出液30%;蘋果浸出液40%;沒食子酸10% ;茶多酚8%;異 Vc鈉7。/。；磷脂3%;植酸2%。
5葡萄浸出液30%;洋蔥浸出液20%;沒食子酸15%;茶多酚10%;異 Vc鈉5。/。；磷脂5%;植酸5%; EDTA10%。6蘋果浸出液40%;洋蔥浸出液20%;沒食子酸10%;茶多酚15%;植酸
50/0; EDTA腦。
7蘋果浸出液10%;洋蔥浸出液30%;葡萄浸出液15%;沒食子酸15%; 茶多酚10%;異Vc鈉5。/。；磷脂3%;植酸2%; EDTA10%。
權利要求
1、一種植物浸出液基複合抑藻劑，其特徵在於抑藻劑的組分主要包括植物浸出液、沒食子酸和茶多酚，按重量百分比計其組分組成為植物浸出液50％-80％，沒食子酸5％-30％和茶多酚5％-30％，所述植物浸出液選自蘋果浸出液、葡萄浸出液和洋蔥浸出液。
2、 根據權利要求1所述的植物浸出液基複合抑藻劑，其特徵在於複合抑藻劑還 含有重量5%-20%的異Vc鈉。
3、 根據權利要求1或2所述的植物浸出液基複合抑藻劑，其特徵在於複合抑藻 劑還含有重量1%-10%的磷脂。
4、 根據權利要求1或2所述的植物浸出液基複合抑藻劑，其特徵在於複合抑藻 劑還含有重量2%-18%的植酸。
5、 根據權利要求3所述的植物浸出液基複合抑藻劑，其特徵在於複合抑藻劑還 含有重量2%-18%的植酸。
6、 根據權利要求1或2所述的植物浸出液基複合抑藻劑，其特徵在於複合抑藻 劑還含有重量1-20%的EDTA 。
7、 根據權利要求3所述的植物浸出液基複合抑藻劑，其特徵在於複合抑藻劑還 含有重量1-20%的EDTA。
8、 根據權利要求4所述的植物浸出液基複合抑藻劑，其特徵在於複合抑藻劑還 含有重量1-20%的EDTA。
9、 根據權利要求5所述的植物浸出液基複合抑藻劑，其特徵在於複合抑藻劑還 含有重量1-20%的EDTA。
全文摘要
本發明公開了一種用於抑制富營養化淡水水體中藻類過度生長，防止和消除淡水水華發生的植物浸出液基複合抑藻劑，其組分組成按重量百分比計為，植物浸出液50％-80％，沒食子酸5％-30％和茶多酚5％-30％，所述植物浸出液選自蘋果浸出液、葡萄浸出液和洋蔥浸出液。採用本發明提供的植物浸出液基複合抑藻劑治理富營養化淡水水體藻類過度生長，防止和消除淡水水華汙染發生，具有效率高、成本低、無二次汙染以及易於實施等顯著優點，既適用於小型封閉水體，又適用於緩流大型水域。
文檔編號A01N65/42GK101623012SQ200910060219
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月31日 優先權日2009年7月31日
發明者周麗蓉, 陳文清 申請人:四川大學