一种水体微囊藻的防治方法

本发明涉及水治理，尤其是涉及一种水体微囊藻的防治方法。

背景技术：

1、在全球变化与人类活动的双重影响下，水体富营养化在世界范围内均呈现快速增加趋势。富营养化水体引起的淡水水华频发，例如太湖、巢湖、滇池等我国的大型湖泊在近年来长期、频发出现蓝藻水华现象，蓝藻水华已成为影响人类生产生活和社会发展稳定的重要因素。蓝藻水华的类型较多，以能够产生微囊藻毒素的类型出现频次最高、产量最大、影响和危害最为严重。能够形成、释放微囊藻毒素的藻类包括微囊藻属（铜绿微囊藻、惠氏微囊藻等）、鱼腥藻属（浮丝藻、念珠藻）的相关种类。

2、微囊藻毒素（mcs）为单环七肽结构（d-ala1-x2-d-measp3-z4-adda5-d-glu6-mdha7 )，分子量因 x 和 z 部位为可变的l-氨基酸，故而可产生较多的异构体（目前报道的已超过100种），诸多异构体中以mc-lr、mc-rr和mc-yr为较为主要的类型，其中mc-lr是三者中分布最广，毒素产量和危害最为重要的类型。

3、目前对于微囊藻的治理，受检测手段的影响，只有当微囊藻处于爆发阶段才能检测出来，并进行治理。因此，治理所需的化学药物数量多，成本高，治理时间长。根据世界卫生组织推荐的饮用水中mc-lr浓度为<1.0 μg/l，我国生活饮用水卫生标准（gb 5749-2022）中微囊藻毒素mc-lr在藻华爆发情况时的浓度限制为0.001mg/l（即1 μg/l）。然而，微囊藻爆发的初期或前期，水体中的微囊藻毒素浓度较低，通常低于较多检测方法的检测限，因此，如何能够提高对微囊藻毒素的检测限和灵敏度，在微囊藻水华暴发的初期获取监测数据、及早进行整治、降低治理的成本是目前急需解决的技术问题。

4、当前针对微囊藻毒素（mcs）测定方法有气相色谱法、酶联免疫吸附法（elisa）、高效液相色谱法（hplc）、液相色谱-串联质谱法（lc-ms）等，其中elisa和hplc是常用的方法。我国食品安全国家标准水产品中微囊藻毒素（环状七肽）的测定（gb5009.273—2016），推荐使用的检测方法为液相色谱-串联质谱和间接竞争酶联免疫吸附的测定方法。以微囊藻毒素-lr测定为例，lc-ms法测定微囊藻毒素-lr标准品 (mc-lr，c49h74n10o12，cas号101043-37-2)，当取样量为5g时，mc-lr的检出限为0.3μg/kg，定量限为1μg/kg；使用间接竞争酶联免疫吸附法，当取样量为5g时，mc-lr的检出限为0.03μg/kg，定量限为0.1μg/kg；根据最新的生活饮用水标准检验方法（国家标准gbt5750.8 2023）中使用的hplc方法，针对水体微囊藻毒素mc-lr的检测，需要过滤10l。此外，使用电化学发光法（ecl）或光电化学法（pec）进行藻毒素检测的研究也有一定的报道，虽然可实现检测限与灵敏度的提高，然而，此类方法均需通过对电极构建不同类型的适配体传感器、生物识别器等，过程复杂且稳定性无法充分保障。基于对上述检测方法的分析可知，上述方法实施均存在较多的实验流程，操作过程复杂，且需要较多仪器设备支撑，此外对于微囊藻毒素的检测限低、灵敏度不高。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种水体微囊藻的防治方法，解决现有水体微囊藻的防治介入时间晚，治理成本高的问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水体微囊藻的防治方法，包括以下步骤：

3、1）定期取样，通过微囊藻毒素-lr电化学检测方法获得微囊藻毒素-lr的浓度；

4、2）当微囊藻毒素-lr的浓度超过设定值时，对微囊藻进行治理；

5、3）治理完成后再进行取样，采用步骤1）同样的方法检测水体中微囊藻毒素-lr的浓度，并根据浓度判断是否需要继续进行治理；

6、所述微囊藻毒素-lr电化学检测方法，以cu（oh）2 纳米线阵列为无有机适配体的裸工作电极、pt片为对电极，ag/agcl为参比电极，以碱性水溶液为电解液，以裸工作电极中的cu2+/cu3+为微囊藻毒素-lr催化氧化反应的氧化还原电对，以循环伏安法（cv）为测试方法，以标准曲线法为基本方法测试微囊藻毒素-lr的浓度；包括以下步骤：

7、1）制备裸工作电极：将清洗干净的泡沫铜浸泡到 (nh4)2s2o8和 naoh的混合溶液中进行反应，在泡沫铜表面原位组装出cu（oh）2 纳米线阵列，裸工作电极；所述（nh4)2s2o8和naoh的比例为1:25；

8、2）cv法测微囊藻毒素-lr：向碱性水溶液中加入不同浓度的微囊藻毒素-lr，通过分别以cu（oh）2 纳米线阵列、pt片和ag/agcl为裸工作电极、对电极、参比电极，通过cv正向扫描获得阳极氧化峰的峰电流值；

9、3）绘制检测标准曲线：将微囊藻毒素-lr的浓度与cv正向扫描的氧化峰电流进行线性拟合，绘制标准曲线，当微囊藻毒素-lr的浓度在0-50ng/l范围内，微囊藻毒素-lr浓度与cv正向扫描的氧化峰电流呈现良好的线性关系，其表达式为i（μa）= 0.03042 *c (ng/l)+ 4.5494，r2 = 0.998；当微囊藻毒素-lr的浓度在100-500ng/l范围内，微囊藻毒素-lr浓度与cv正向扫描的氧化峰电流呈现另一个良好的线性关系，其表达式为i（μa）= 0.00367 *c (ng/l)+ 6.0029，r2 = 0.999；

10、4）待测水体微囊藻毒素-lr浓度检测：采用步骤2）同样的方法测试获得阳极氧化峰的峰电流值，根据电流强度大小，代入步骤3）的标准曲线中进行计算，即可得到待测水体微囊藻毒素-lr浓度。当阳极氧化峰电流介于405-607μa时，使用标准曲线i（μa）= 0.03042*c (ng/l)+ 4.5494，计算微囊藻毒素-lr浓度。当阳极氧化峰电流介于607-637 μa，使用浓naoh溶液将微囊藻毒素-lr溶液稀释到原浓度的一半后再用cv法测量，并使用标准曲线i（μa）= 0.03042 *c (ng/l)+ 4.5494，计算微囊藻毒素-lr浓度（注，将标准曲线得到的微囊藻毒素-lr浓度换算至稀释前的浓度）。当阳极氧化峰电流介于637-783 μa时，使用标准曲线i（μa）= 0.00367 *c (ng/l)+ 6.0029，计算微囊藻毒素-lr浓度。当阳极氧化峰电流大于783 μa时，将微囊藻毒素-lr浓度稀释，使其阳极氧化峰电流降低至637-783 μa范围内，使用标准曲线i（ua）= 0.00367 *c (ng/l)+ 6.0029，计算微囊藻毒素-lr浓度（注，将标准曲线得到的微囊藻毒素-lr浓度换算至稀释前的浓度）。

11、进一步的，所述碱性水溶液为naoh溶液，调节待测水体ph值至13-14。

12、为提高泡沫铜的清洁度，所述步骤1）中泡沫铜依次通过丙酮、无水乙醇、3m/l的盐酸和蒸馏水进行浸泡清洗。

13、为保证反应彻底，所述步骤1）中泡沫铜浸泡到 (nh4)2s2o8和 naoh的混合溶液进行反应的时间不低于15min。

14、本发明的有益效果：本发明通过裸工作电极中的cu2+/cu3+电对的电催化作用，构建了一种cu（oh）2 纳米线阵列裸工作电极，该电极不同于现有的光电化学传感器电极或电化学生物传感器电极，在不使用任何光激励，并在不使用任何有机适配体或生物酶的条件下，即可实现对微囊藻毒素-lr（mc-lr）的快速检测分析。该检测方法检测下限低，灵敏度高，可检测出水体中超低含量微囊藻毒素，浓度响应低至ng/l量级，而现有的带有机适配体或生物酶的工作电极，其浓度响应的最低范围为μg/l量级，两者相差2～3个数量级。 同时，该裸工作电极结构为无机纳米材料，与现有的有机适配体和生物酶相比，其在工作和存储过程中，有更好的化学和结构稳定性。该检测方法操作流程简单，可低价高效实现对水体中微囊藻毒素的快捷检测。

15、在藻华的治理过程中，使用该检测方法和该裸工作电极，可快速检测出水体中ng/l量级的微囊藻毒素，能够在藻华爆发的初期及时获取微囊藻毒素的定量信息，实现早预警，早治理，避免藻华大规模爆发，从而减少治理环节中各种生物、化学制剂的用量，降低治理成本。

16、以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。