一种硝普钠在控制蓝藻水华中的应用
【技术领域】
[0001]本发明属于水体污染控制领域，更具体涉及一种硝普钠通过缓慢释放一氧化氮气体信号分子引起藻类生长抑制或死亡的用途。
【背景技术】
[0002]随着我国社会经济和城镇化的迅速发展，水体污染日趋严重，水体富营养化也越来越严重，蓝藻水华频繁爆发，导致鱼类大量死亡，另外，蓝藻中的微囊藻释放的微囊藻毒素与人群中肝癌发病率提高有关，严重危害人类健康，因此寻找蓝藻水华的治理方法成为人们亟待解决的问题。
[0003]已有的控藻技术包括物理、化学和生物法三大类。但从其控藻技术的原理来看，可分为直接的物理打捞或絮凝等对藻类没有直接损伤的方法，此种方法适用于对藻华水体的应急性清除，但是成本高，工作量大，同时还面临对收集藻体二次处理，不适于大面积水华的根除；另外一类方法是对藻类产生胁迫的方法，包括物理法中的紫外线辐射、超声;化学法中的向水华爆发区域喷洒一定浓度的次氯酸钠、硫酸铜和生物法中的通过微生物、水生植物释放的化感物质来引起藻类遭受环境压力，这些方法操作方便，见效快，但容易带来二次污染。
[0004]硝普钠(SNP)在水溶液中能缓慢释放一氧化氮(NO)，N0具有扩张心血管系统的作用，因此硝普钠通常用作强有力的血管扩张剂，用于高血压急症和在外科手术时产生控制性低血压，也用于急性心脏衰竭。同时，NO作为信号分子参与高等植物的一系列过程，包括生长、发育、防御、发芽和气孔关闭。勵除了在高等动植物细胞中的作用，在作为初级生产者的浮游植物中，NO能够抑制单细胞藻类的生长，也能诱导藻类出现程序性死亡。当藻类处于不适应的环境压力时，藻细胞会产生过量的NO并诱导激活能控制藻细胞死亡的特异性酶Caspase-3-1 ike酶活性，从而引发细胞死亡。另外，单个细胞产生的NO可以向外自由扩散至相邻的细胞，NO又作为一种环境胁迫引发相邻细胞产生过量的NO，这种自由扩散的效果，可以引发密集藻类的群体性消亡。
[0005]为了控制藻类水华爆发，本发明提出可以直接向藻类爆发水域投加硝普钠，通过硝普钠缓慢分解产生一氧化氮进而弓I起藻类死亡，从而控制藻类水华发展、恶化。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是在于提供了一种硝普钠在控制蓝藻水华中的应用。硝普钠具有抑制率高的优点，硝普钠已经用作医用注射药，对其它水生生物无毒性。通过硝普钠缓慢分解产生一氧化氮进而弓I起藻类的死亡，控制了藻类水华发展和恶化。
[0007]为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施:
一种硝普钠在控制蓝藻水华中的应用，其步骤是:
A、将硝普钠溶于自来水配成浓度为20mM的水溶液；
B、将步骤A中配制好的硝普钠溶液以0.5%-1%的体积比(其最终浓度为100-200μΜ)均匀投加水华蓝藻爆发的集中区域，藻类出现群体性消亡。
[0008]铜绿微囊藻为作为蓝藻门的模式生物，对于它的研究结论对于整个蓝藻门都具有普遍的指导意义，另外，在水华爆发的水域如滇池、巢湖等，铜绿微囊藻都占绝对优势，因此，本发明的发明人选择铜绿微囊藻作为研究对象。
[0009]所述的蓝藻为铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)；
所述的杀藻剂为硝普钠。
[0010]本发明抑藻的机理为:硝普钠在水溶液中会缓慢释放一氧化氮，NO会自由扩散至藻细胞内，当藻细胞内积累过量的NO信号分子时，可以通过NO信号分子的作用调节藻细胞的生长和诱导藻细胞程序性死亡的发生，另外，单个细胞产生的NO可以向外自由扩散至相邻的细胞，NO又作为一种环境胁迫引发相邻细胞产生过量的NO，这种自由扩散的效果，可以引发藻类更大范围的群体性消亡。
[0011 ]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
1、硝普钠对水华蓝藻具有显著的杀灭作用，200μΜ的硝普钠溶液对中重度富营养化水体(藻密度约为I X 106cellS/L)的抑藻率高达80%。
[0012]2、硝普钠释放一氧化氮是一个缓慢的过程，其控制藻类生长具有持久性。
[0013]3、硝普钠缓慢释放的一氧化氮使藻细胞受到刺激后，会引起细胞本身合成更多的一氧化氮，而一氧化氮可以在细胞间自由扩散，当部分区域出现一氧化氮引起的藻细胞死亡时，可以通过一氧化氮作为信号分子传递给更大的范围，引起藻细胞的群体性消亡的连锁反应。
[0014]4、硝普钠已经在医学领域有大量用途，对其他水生生物无毒性。
【附图说明】
[0015]图1为一种硝普钠处理下铜绿微囊藻生长情况示意图。
[0016]图1显示200μΜ的硝普钠处理后，第7天藻类的生长抑制率达到80%。
【具体实施方式】
[0017]实施例1:
一种硝普钠在控制蓝藻水华中的应用，其步骤是:
Α、实验在250ml锥形瓶中进行，将处于对数生长期的铜绿微囊藻接种到100ml BGll培养液中，使其起始藻细胞数在1.0X 16Cel I s/ml。
[0018]B、实验组3个，对照组(无硝普钠添加)1个，分别向实验组投加硝普钠25μΜ、100μΜ、200μΜ、投加频率为一次，随后每天统计藻的生长情况。
[0019]投加硝普钠后，藻类受到不同程度的抑制。200μΜ的硝普钠处理后，培养基基本保持澄清，第7天藻类的生长抑制率达到80.45%(图1)，从图1可以看出，经过200μΜ的处理，藻类整体生长过程处于完全抑制状态，显示了硝普钠很好的抑藻效果。
【主权项】
1.一种硝普钠在控制蓝藻水华中的应用，其步骤是: A、将硝普钠溶于自来水配成浓度为20mM的水溶液； B、将步骤A中配制好的硝普钠溶液以0.5%-1%的体积比:浓度为100-200μΜ，投加水华蓝藻爆发的集中区域，藻类出现群体性消亡； 所述的蓝藻为铜绿微囊藻； 所述的杀藻剂为硝普钠。
【专利摘要】本发明公开了一种硝普钠在控制蓝藻水华中的应用，其步骤是：A、将硝普钠溶于自来水配成浓度为20mM的水溶液；B、将步骤A中配制好的硝普钠溶液以0.5%-1%的体积比均匀投加到水华蓝藻爆发的集中区域，藻类出现群体性消亡。硝普钠对水华蓝藻具有显著的杀灭作用，200μM的硝普钠溶液对中重度富营养化水体（藻密度约为1×106cells/L）的抑藻率高达80%。硝普钠释放一氧化氮是一个缓慢的过程，其控制藻类生长具有持久性。通过硝普钠缓慢分解产生一氧化氮进而引起藻类的死亡，控制了藻类水华发展和恶化。硝普钠具有抑制率高的优点，硝普钠已经在医学领域有大量用途，如用作医用注射药，对其它水生生物无毒性。
【IPC分类】A01N59/24, A01P13/00
【公开号】CN105594741
【申请号】CN201610020142
【发明人】吴振斌, 程龙, 刘碧云, 徐栋, 张义, 武俊梅, 贺锋, 周巧红
【申请人】中国科学院水生生物研究所
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月13日