一种植物生物碱除藻剂及其应用

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一种植物生物碱除藻剂及其应用。

背景技术

近年来，随着经济快速发展，人类活动产生大量污染物向自然水体排放，包括工业农业废水、生活污水、过量饲料、某些金属元素或有机物等，造成水体内环境失衡，大量的氮、磷等营养盐严重超标，水体富营养化；当水体温度、光照及其他气候因素处于适宜条件时就会导致蓝藻水华频繁发生，引起生物多样性下降、沉水植物消亡、蓝藻水华暴发等一系列生态系统的异常响应。

如何有效控制富营养化水体中的藻类生长，防止水华现象发生成为目前水环境领域的研究热点之一；国内外学者研究出了一些有效抑藻的方法，可归纳为：物理方法、化学方法、生物方法。这些方法各有长处，生物方法中，利用植物产生的化感物质抑制藻类的生长为寻找高效安全的抑藻方法提供了一种新思路；因此在植物产生的化感物质中，寻找高效、环保的抑藻剂具有广阔的前景，然而现有技术中尚没发现相关技术。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种植物生物碱除藻剂，旨在解决现有除藻剂除藻速度较慢、除藻效果难保证且具有一定生态危害性的问题。

第一方面，本发明提出了一种植物生物碱除藻剂，主要由含羞草碱组成。

进一步地，上述植物生物碱除藻剂中，所述含羞草碱由含羞草和/或银合欢提取得到。

第二方面，本发明提出了一种植物生物碱除藻剂，包括以下重量份数的组分：6-10份含羞草碱和0.5-3份EDTA-2Na。

进一步地，上述植物生物碱除藻剂中，含羞草碱和EDTA-2Na的重量比为9:1。

第三方面，本发明提出了一种植物生物碱除藻剂，包括以下重量份数的组分：4-8份含羞草碱和2-5份肉桂酸。

进一步地，上述植物生物碱除藻剂中，含羞草碱和肉桂酸的重量比为6:4。

第四方面，本发明还提出了一种利用上述任一项所述的植物生物碱作为除藻剂的方法，具体为：将植物生物碱按照预设投加量加入至含有蓝藻的水体中并分散溶解。

进一步地，上述利用植物生物碱作为除藻剂的方法中，所述预设投加量为40-80mg/L。

进一步地，上述利用植物生物碱作为除藻剂的方法中，所述蓝藻为鱼腥藻或微囊藻。

本发明提供的植物生物碱除藻剂，选用以含羞草碱为主要成分的植物生物碱作为除藻剂，环境友好，除藻率较高且成本低廉，具有大规模推广利用的经济价值。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例中采用不同终浓度的含羞草碱培养7天后铜绿微囊藻的藻密度变化图；

图2为本发明实施例中采用不同终浓度含羞草碱培养7天后铜绿微囊藻的藻细胞的死亡率和抑藻率图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明第一方面提供了一种植物生物碱除藻剂，主要由含羞草碱组成。

具体而言，作为植物产生的化感物质种类之一的生物碱，是一类含氮的天然有机化合物，具有丰富的结构和生物活性多样性。通过对水体环境中藻类生长繁殖机理的分析，以及对各类抑藻技术优劣的比较，生物碱类化合物在抑藻方面的作用相对于物理和化学方法具有快速、易控制和生态危害小等特点，本发明优选以含羞草碱为主要成分作为除藻剂，当然，本发明实施例中的植物生物碱除藻剂可以只选用含羞草碱。

本发明实施例选用的含羞草碱可为市售产品，也可从含羞草和/或银合欢提取得到。

含羞草碱是一种非蛋白质氨基酸，在热带豆科植物，如银合欢和其他属于含羞草属豆科植物中含量丰富，来源广泛，含羞草碱与胸腺嘧啶结构高度相似，具有良好的溶藻作用。本发明第二方面提供了一种植物生物碱除藻剂，包括以下重量份数的组分：6-10份含羞草碱和0.5-3份EDTA-2Na（乙二胺四乙酸二钠）。优选的，含羞草碱和EDTA-2Na的重量比为9:1。EDTA-2Na是一种重要的螯合剂，能螯合溶液中的金属离子，可以有效防止含羞草碱因为水中的金属离子而失去活性，同时能有效降低水中的镁离子含量，阻碍藻类叶绿素a的合成，起到辅助除藻的作用。

本发明第三方面提供了一种植物生物碱除藻剂，包括以下重量份数的组分：4-8份含羞草碱和2-5份肉桂酸。优选的，含羞草碱和肉桂酸的重量比为6:4。肉桂酸是从肉桂皮或安息香分离出的有机酸，具有良好的杀藻能力，其与含羞草能够稳定的共存，从而可以起到协同溶藻的作用。

本发明第四方面提供了一种应用上述植物生物碱作为除藻剂的方法，使用时，将植物生物碱按照预设投加量加入至含有蓝藻的水体中并使其均匀分散溶解在水体中。其中：蓝藻优选为鱼腥藻或微囊藻，由于铜绿微囊藻为蓝藻水华的优势藻种，在水温30℃左右可能就会形成水华，对于铜绿微囊藻的抑制具有良好的生态意义，因此，本实施例中的微囊藻优选为铜绿微囊藻。优选的，植物生物碱的投加量为40-80mg/L，即每升含有蓝藻的水体中，植物生物碱分散后的浓度为40-80mg/L。

本发明提供的植物生物碱除藻剂，选用以含羞草碱为主要成分的植物生物碱作为除藻剂，环境友好，除藻率较高且成本低廉，具有大规模推广利用的经济价值。

下面以几个具体的实施例详细描述本发明。

实施例1

先将含羞草碱粉末，用BG11培养基配置成浓度为1mg/ml的母液，按最终浓度为40mg/L的投加量，投入铜绿微囊藻藻液中，置于光照培养箱，培养温度30（±1）℃，光照周期12 h∶12 h（光照12小时，黑暗12小时），光强2000 lx，静置培养7天，除藻率可达93.85%。

实施例2

按照实施例1的方法，将含羞草碱的投加量改变为60mg/L，除藻率可达99.35%。

实施例3

按照实施例1的方法，将含羞草碱的投加量改变为80mg/L，除藻率可达100%。

实施例4

按照实施例1的方法，将含羞草碱与EDTA-2Na以质量比为9:1的配比，以40mg/L投加量加入到鱼腥藻中，除藻率可达95%。

实施例5

按照实施例1的方法，将含羞草碱与EDTA-2Na以质量比为6:0.5的配比，以40mg/L投加量加入到铜绿微囊藻中，除藻率可达94%。

实施例6

按照实施例1的方法，将含羞草碱与EDTA-2Na以质量比为10:3的配比，以40mg/L投加量加入到铜绿微囊藻中，除藻率可达95.65%。

实施例7

按照实施例1的方法，将含羞草碱与肉桂酸以质量比为6:4的配比，以40mg/L投加量加入到铜绿微囊藻中，除藻率可达94.5%。

实施例8

按照实施例1的方法，将含羞草碱与肉桂酸以质量比为2:1的配比，以40mg/L投加量加入到铜绿微囊藻中，除藻率可达94.95%。

实施例9

按照实施例1的方法，将含羞草碱与肉桂酸以质量比为8:5的配比，以40mg/L投加量加入到铜绿微囊藻中，除藻率可达94.7%。

图1和图2示出了采用本发明实施例中的除藻剂含羞草碱对铜绿微囊藻的抑制效果图，结合图1和图2，即综合藻细胞死亡率和藻密度的变化趋势可以看出：当含羞草碱的投加量为80mg/L时，其对铜绿微囊藻的抑制效果最佳。

综上，使用本发明的除藻剂对含蓝藻的水体进行处理，其中的铜绿微囊藻死亡率可达93％以上，且不会对生态环境造成不良影响，有利于解决由铜绿微囊藻引起的蓝藻水华问题，应用前景广阔。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。