一种新型高效的生物抑藻剂的制作方法

本发明属于生物技术和水污染治理，具体涉及一种新型高效的生物抑藻剂。

背景技术：

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

技术实现思路

1、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。

2、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％。

3、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。

4、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。

5、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。

6、优选地，壳聚糖的数均分子量为20～50万，脱乙酰度不低于80％。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、优选地，糖类碳源和植物油碳源的质量比为1～3:1。

12、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。

13、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。

14、优选地，藻类物质为蓝藻。

15、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。

16、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。

17、优选地，在s2中，冰醋酸溶液的浓度为0.2～5％(体积浓度)。

18、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。