铜-碳纳米复合材料的控藻应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铜-碳纳米复合材料的控藻应用，属于环保领域。
【背景技术】
[0002]随着水华，是指因为氮、磷等营养物质的富集，致使水体的富营养化，进而引发藻类大量繁殖的一种自然生态现象。影响水华形成的主要因素有:水体富营养化、水温、水体PH值、光强等。从春季到夏季，随着藻类的生长条件慢慢改善，藻类的生物量迅速增加，在有合适的气象与水文前提条件时，水华也有可能随之暴发。
[0003]藻类还会对其他水生生物造成不利影响，导致生物链失衡。比如:大量藻类光合作用产生的氧气会使水体中溶解氧处于过饱和状态，促使鱼体硫胺酶活性增加。在硫胺酶的作用下，维生素BI快速发酵分解，使鱼体缺少维生素BI，致使中枢神经和末梢神经系统失灵，兴奋性增加，导致鱼类急剧活动、痉挛、乃至失去身体机能平衡。当大量藻类衰亡时，由于腐败和被分解，会消耗水体中的溶解氧，而且会升至水面形成一层绿色的黏质物，使水体散发出恶臭。当人们进行一些水上休闲和运动如洗澡、游泳时，接触到含藻毒素的水体可能会引起皮肤过敏，少量喝入时可引起急性肠胃炎，长期饮用则可能引发肝癌。
[0004]水藻还会影响到水产业的发展。网箱养鱼是将由网片制成的箱笼，放置于一定水域，进行养鱼的一种生产方式。网箱多设置在有一定水流、水质清新、溶氧量较高的湖、河、水库等水域及适宜的海洋环境中。网箱在水中放置一段时间后，水藻会在网衣附着生长，造成网目堵塞，影响水体交换，不利于箱内粪便等的排除和天然饵料等的补给。目前除藻使用的是人工清洗、机械清洗等方法，在网丝上缠绕铜丝也可避免水藻生长，但网箱重量过大，不利于网箱的悬浮和搬运操作，造成了重大的经济损失，影响了水产业的发展。
[0005]中国80%的湖泊、水域遭受由水体污染导致的富营养化而引起的水华侵袭，以铜绿微囊藻(蓝藻门)为优势种群的水华暴发已是国内外公众关注的焦点。2007年5月，太湖开始暴发蓝藻。无锡市政府很快采取了应对措施，组织了机械化打捞队伍，投入了 415亿元人民币治理蓝藻，2008年建成总投资500多万元的无锡太湖水藻分离站，截止2009年底，关闭工厂772家，2012年继续投入28亿元。虽然目前解决了饮水问题，蓝藻也得到了有效控制，然而治理过程缓慢，也耗费了大量的人力物力财力。
[0006]太湖蓝藻暴发并不是特例，在此之后，安徽巢湖6月11日已发生过蓝藻暴发；6月24日，云南滇池也发生蓝藻暴发事件；在此之后，20年中未曾出现如此大规模的蓝藻污染的武汉东湖也在7月11日发生了同样的难题。截止2012年，安徽为治理巢湖蓝藻暴发投入500亿元以上。云南9大高原明珠中滇池是污染最严重的一个，从1993年以来，投入治理滇池的资金已经超过47亿元。
[0007]当前国内外对于水华的处理方法主要有物理法、化学法、生物法几种。而依靠化学药剂来治理藻类是当前世界上使用最多，同时也是比较成熟的除藻技术。主要方法有混凝法、硫酸铜法、臭氧法、二氧化氯法等。其中，应用最多的是硫酸铜法。但在应用过程中发现有些时候效果并不好，往往藻类大量死亡之后，又再次大量出现。目前所使用的药物对藻类以及其他生物并无选择性杀灭作用，在杀死蓝藻的同时，对其他藻类同样具有明显的杀灭作用，对水体造成了污染。有实验表明，硫酸铜的毒性与很多因素有关，水温越高毒性越大，当水体温度达到35°C以上时会导致鱼类死亡，使用时有安全隐患的存在，对环境、对人类的身体健康都有不利影响。
[0008]因此有必要设计一种铜-碳纳米复合材料，以克服上述问题。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种铜-碳纳米复合材料的控藻应用，铜-碳纳米复合材料通过抑制藻类生长达到控制水华泛滥的效果，且不会在处理过程中产生二次污染。
[0010]本发明是这样实现的:
[0011]本发明提供一种铜-碳纳米复合材料的控藻应用，铜-碳纳米复合材料应用于抑制藻类生长。
[0012]进一步地，应用于控藻的铜-碳纳米复合材料是以植物纤维模板制备成铜-碳组份的核-壳结构的纳米颗粒。
[0013]进一步地，应用于控藻的铜-碳纳米复合材料的浓度为50ppm?150ppm。
[0014]进一步地，通过投放铜-碳纳米复合材料对室外水池中的藻类进行杀灭和抑制，所投放的铜-碳纳米复合材料为粉末状。
[0015]进一步地，铜-碳纳米复合材料包括铜-碳纳米纺织纤维或泡沫，通过铜-碳纳米纺织纤维或泡沫制备的养殖使用的网箱，可以有效抑制藻类生长，避免因藻类生长造成网箱的网目堵塞。
[0016]本发明具有以下有益效果:
[0017]铜-碳纳米复合材料通过抑制藻类生长达到控制水华泛滥的效果，且不会在处理过程中产生二次污染，通过铜-碳纳米复合材料来控藻，既消除了水华造成的污染，又改善了水环境。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]图1为本发明实施例提供的栅藻叶绿素α含量的示意图；
[0020]图2为本发明实施例提供的小球藻叶绿素α含量的示意图；
[0021]图3为本发明实施例提供的铜绿微囊藻叶绿素α含量的示意图；
[0022]图4为本发明实施例提供的栅藻藻细胞的扫描电镜照片；
[0023]图5为本发明实施例提供的小球藻藻细胞的扫描电镜照片；
[0024]图6为本发明实施例提供的铜绿微囊藻藻细胞的扫描电镜照片；
[0025]图7为本发明实施例提供的50ppm铜-碳纳米复合材料在自然水体中铜离子释放量随时间的变化曲线示意图。
【具体实施方式】
[0026]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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]本发明实施例提供一种铜-碳纳米复合材料的控藻应用，铜-碳纳米复合材料应用于抑制藻类生长。
[0028]纳米材料因其自身特殊特点，具有与众不同的物理及化学性质，如表面效应、体积效应和量子尺寸效应等，在催化、医药、水体处理等方面具有广泛的应用前景而备受瞩目。应用于控藻的铜-碳纳米复合材料是以植物纤维模板制备成铜-碳组份的核-壳结构的纳米颗粒。
[0029]在正常生理条件下，细胞内部存在游离的铜离子，在铜超载的情况下，游离的铜离子蓄积，形成自由基氧化蛋白、脂类和DNA。在铜的化合物中，I价铜具有最强的抗生、防腐、灭菌与消毒的功效。用该技术制备的纳米颗粒直径大约是