专利名称：杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂及其制备方法和应用方法
技术领域：
本发明涉及一种水污染的防治技术，具体涉及到一种杀灭摇蚊幼虫缓释生物制剂的制备方法及其应用方法，主要适用于包括地表水、景观用水、生活饮用水水源地、饮用水处理工艺过程水等水域。
背景技术：
在受污染的地表水、景观水、水源水以及以受污染水体作为水源的供水系统中，容易滋生摇蚊，摇蚊幼虫呈红色，俗称“红虫”。摇蚊虽然是不咬人的蚊科昆虫，但亦有多方面的危害。供水过程中滋生的摇蚊幼虫对用户的感官会造成强烈的感官刺激，虽然目前还没有得到广泛的证明，但关于摇蚊携带病原菌的的研究成果时有报道，对饮用水安全性有潜在的危害，已经引起供水行业的广泛关注；由于摇蚊成虫在清晨和傍晚成群婚飞的特性，地表水及景观水中大量滋生的摇蚊给附近居民尤其是景观场所游客造成严重困扰，有关报道常见于报端。对于摇蚊的防治，目前自然水体多采用杀虫药剂灭杀成虫的方法，但根据摇蚊的生态特征，这种方法不可能起到治本的作用；而在供水系统中，一般根据实际情况采用化学消毒剂进行杀灭或控制，但过高浓度的消毒剂容易产生致癌性消毒副产物，长期使用会使摇蚊产生抗药性。为此生物杀灭是一个可选途径，在申请号为“03113555.2”，名称为“灭蚊制剂的制备方法及灭蚊制剂的应用”的发明专利申请中，公开了可用高毒力的苏云金芽孢杆菌菌株以色列亚种(简称B.t.i，该菌种市场有售，生产单位有湖北康欣农用药业有限公司等)菌体杀灭摇蚊幼虫，并公开了多种制剂的制备方法和应用方法，如描述了发酵加工并制备液剂和粉剂的方法，得到的B.t.i液体制剂每毫升中苏云金芽孢杆菌以色列亚种的芽孢和伴孢晶体的含量不低于109个/ml，B.t.i粉剂对III龄期红虫的半致死浓度不高于0.2mg/L。然而在使用时，所述各种制剂持效性低，都需频繁投入水体，才能保证杀灭摇蚊幼虫的活性成分的浓度；同时，由于B.t.i在自然水体中降解迅速，造成很大的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是，针对现有技术的上述不足，提供一种杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂，该制剂能向水体长期均匀地释放杀灭摇蚊幼虫的活性成分，从而对摇蚊幼虫达到持续稳定的杀灭效果；该制剂对人体、水生生物以及生态环境无毒无害。
本发明要解决的技术问题之二是，提供上述缓释生物制剂的制备方法。
本发明要解决的技术问题之三是，提供上述缓释生物制剂的应用方法，从而经济有效安全地杀灭摇蚊幼虫。
本发明采用的技术方案之一是，一种杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂，包括活性成分、载体和交联剂，其特征在于，所述活性成分包括苏云金芽孢杆菌以色列亚种的菌体，所述载体包括海藻酸钠，所述交联剂包括氯化钙。所述活性成分包括苏云金芽孢杆菌以色列亚种的芽孢和伴孢晶体。
上述缓释生物制剂，所述活性成分为苏云金芽孢杆菌以色列亚种经发酵制得的粉剂(简称B.t.i粉剂)，所述粉剂对摇蚊III龄期幼虫的半致死浓度低于0.2mg/L，粉剂与海藻酸钠的质量配比为1比1～2。
本发明采用的技术方案之二是，一种杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤S101活性成分的制备，将苏云金芽孢杆菌以色列亚种进行发酵，板框压滤，喷雾干燥，制得粉剂；S102将载体海藻酸钠配制成溶液，高温高压灭菌后备用，将步骤S101所得粉剂先用无菌水进行分散，然后加入到海藻酸钠的溶液中混合均匀；S103将交联剂氯化钙和步骤S101所得粉剂分别用无菌水配制成溶液，混合均匀备用，其目的是防止在交联过程中S102中B.t.i成分向交联剂中扩散；S104将步骤S102所得海藻酸钠/粉剂混合液加入步骤S103所得氯化钙/粉剂混合液中，放置使交联充分，固化后过滤得到所述杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂。
上述制备方法，步骤S101所得粉剂对摇蚊III龄期幼虫的半致死浓度低于0.2mg/L；在所述步骤S102中，将载体海藻酸钠配制成浓度为2～4％的溶液，高压锅灭菌后备用，将步骤S101所得粉剂无菌水配制成浓度为1～4％的溶液，然后按照1∶1的体积比例加入到所述海藻酸钠的溶液中，机械混合均匀；在所述步骤S103中，将交联剂氯化钙和步骤S101所得粉剂分别以1～3％和1-4％的浓度用无菌水配制成混合液，混合均匀备用；在所述步骤S104中，将步骤S102所得海藻酸钠/粉剂混合液以成滴的速度加入步骤S103所得氯化钙/粉剂混合液中，放置交联的时间至少为30分钟，所得制剂形态为乳白色颗粒。
上述制备方法，在所述步骤S102中，将载体海藻酸钠配制成浓度为2％的溶液，高压锅灭菌后备用，将步骤S101所得粉剂无菌水配制成浓度为1％的溶液，然后按照1∶1的体积比例加入到所述海藻酸钠的溶液中，机械混合均匀；在所述步骤S103中，将交联剂氯化钙和步骤S101所得粉剂分别以2％和1％的浓度用无菌水配制成混合液，混合均匀备用；在所述步骤S104中，放置交联的时间为60分钟，所得制剂形态为乳白色颗粒，通过调整将步骤S102所得海藻酸钠/粉剂混合液加入步骤S103所得氯化钙/粉剂混合液中液滴的大小，使所述制剂颗粒的直径大小为0.2～0.4mm，调整液滴大小可以得到不同粒径颗粒，满足不同应用环境。
本发明采用的技术方案之三是，杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂的应用方法，其特征在于，在水源水域的施用环境中，所述缓释生物制剂的使用量为使B.t.i粉剂有效成分达到500～1000mg/m2，最好为600～700mg/m2。在水厂构筑物的施用环境中，所述缓释生物制剂的使用量为使B.t.i粉剂有效成分达到0.5～1.0mg/L，最好为0.6～0.7mg/L。
本发明的技术效果是，本发明所得制剂，是以对人体无毒、无害，在环境中自然分解的B.t.i为有效成分，以可用于食品添加的海藻酸钠为载体，能向水体长期均匀地释放杀灭摇蚊幼虫的活性成分，从而对摇蚊幼虫达到持续稳定的杀灭效果；该制剂安全无毒无污染，该制剂对人体、水生生物以及生态环境无毒无害，可以广泛应用于地表水、景观用水、生活饮用水水源地、饮用水处理的工艺过程水等水域，尤其是相对稳定的水域。
具体实施例方式
实施例一一种杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂，包括活性成分、载体和交联剂，所述活性成分包括苏云金芽孢杆菌以色列亚种的菌体，菌体包括芽孢和伴孢晶体，所述载体包括海藻酸钠，所述交联剂包括氯化钙；活性成分菌体是由苏云金芽孢杆菌以色列亚种经发酵制得的粉剂(简称B.t.i粉剂)，所述粉剂对摇蚊III龄期幼虫的24小时半致死浓度不高于0.2mg/L，粉剂与海藻酸钠的质量配比为1比1。
上述粉剂与海藻酸钠的质量配比还可以是1比1.5或1比2。
实施例二一种杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤S101活性成分的制备，将苏云金芽孢杆菌以色列亚种进行发酵，板框压滤，喷雾干燥，制得粉剂，所得粉剂对摇蚊III龄期幼虫的半致死浓度低于0.2mg/L；S102将载体海藻酸钠配制成浓度为2％的溶液，高温高压灭菌后备用，将步骤S101所得粉剂用无菌水配制成浓度为1％的溶液，然后按照1∶1的体积比例加入到所述海藻酸钠的溶液中，机械混合均匀；(在该步骤中，还可将载体海藻酸钠配制成浓度为3％或4％的溶液，将步骤S101所得粉剂用无菌水配制成浓度为2％、3％或4％的溶液；)S103将交联剂氯化钙和步骤S101所得粉剂分别以2％和1％的浓度用无菌水配制成混合液，混合均匀备用；(在该步骤中，所述氯化钙和粉剂混合液中，氯化钙的浓度还可以为1％或3％，粉剂的浓度还可以为2％、3％或4％；)S104将步骤S102所得海藻酸钠/粉剂混合液加入步骤S103所得氯化钙/粉剂混合液中，放置30至60分钟使交联充分，所得制剂形态为乳白色颗粒，B.t.i含量为0.5％，通过调整将步骤S102所得海藻酸钠/粉剂混合液加入步骤S103所得氯化钙/粉剂混合液中液滴的大小，使所述制剂颗粒的直径大小为0.2～0.4mm，调整液滴大小可以得到不同粒径颗粒，满足不同应用环境。
实施例三杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂的应用方法，在水源水域的施用环境中，实施例一所述缓释生物制剂的使用量为使B.t.i粉剂有效成分达到700mg/m2。
也可使上述B.t.i粉剂有效成分达到500、600、800或1000mg/m2。
实施例四杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂的应用方法，在水厂构筑物的施用环境中，实施例一所述缓释生物制剂的使用量为使B.t.i粉剂有效成分达到0.7mg/L。也可根据水厂运行条件，如可能的停池时间，投加适宜的浓度，使上述B.t.i粉剂有效成分达到0.5、0.6或1.0mg/L。以保证摇蚊幼虫在感染期间达到80％以上的死亡率。
实施例一所述制剂在2％含量的水中，15天内动态芽孢释放浓度大于1×109个/mL，对3龄期红虫24小时致死率大于80％；将制剂在常温下烘干，可以稳定保存1年以上。该制剂适用的受污染水体包括景观水、饮用水水源地、饮用水处理构筑物等红虫孳生繁殖场所，饮用水处理可应用本缓释制剂灭红虫的工艺段包括水厂进水口，沉淀池入口、滤池入口，尤其适合于生物活性炭滤池红虫预防与杀灭。
在使用实施例一所述制剂过程中，具体可按以下方法操作1、该缓释制剂现制备，并在湿状态下现使用效果最佳；
2、无条件现场制备的情况下，应先将干制剂用适量的水活化36-48小时，使之充分溶胀后施用；3、对于湖水、景观水以及水源地水，应按照水域面积和水深以及水的流动性确定施用量。一般按照相当于1g/m3B.t.i粉剂或200g/m3湿缓释制剂的量，将制剂均匀撒向水面，由于制剂的比重比水重，迅速沉入水底。对于水深在5米以上的水域，投加量可适当减少。在红虫繁殖期15-20天施用一次。
4、在沉淀池以及其它构筑物的入口，可用滤网固定制剂后，使水持续通过装有制剂的滤网，在红虫繁殖期15-20天更换制剂。
5、活性炭生物滤池由于反冲洗时间长，生物膜给红虫提供充足的食物来源而很可能成为红虫的理想繁殖场所，为了保证生物膜上微生物生长，不能使用氯或其它杀灭药剂。将该缓释制剂均匀铺撒在活性炭上层，厚度在5-8cm。根据活性炭池出水芽孢浓度测定结果，每次反冲洗后适当补充。
B.t.i芽孢容易被氯、二氧化氯等消毒剂灭活，用于饮用水处理厂红虫控制时，为了避免出厂水细菌总数超标，应保证在1mg/L的余氯浓度下接触30分钟以上。
权利要求
1.一种杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂，包括活性成分、载体和交联剂，其特征在于，所述活性成分包括苏云金芽孢杆菌以色列亚种的菌体，所述载体包括海藻酸钠，所述交联剂包括氯化钙。
2.根据权利要求1所述缓释生物制剂，其特征在于，所述活性成分包括苏云金芽孢杆菌以色列亚种的芽孢和伴孢晶体。
3.根据权利要求1所述缓释生物制剂，其特征在于，所述活性成分为苏云金芽孢杆菌以色列亚种经发酵制得的粉剂(简称B.t.i粉剂)，所述粉剂对摇蚊III龄期幼虫的24小时半致死浓度不高于0.2mg/L，粉剂与海藻酸钠的质量配比为1比1～2。
4.一种杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤S101活性成分的制备，将苏云金芽孢杆菌以色列亚种进行发酵，板框压滤，喷雾干燥，制得粉剂；S102将载体海藻酸钠配制成溶液，高压锅灭菌后备用，将步骤S101所得粉剂先用无菌水进行分散，然后加入到海藻酸钠的溶液中混合均匀；S103将交联剂氯化钙和步骤S101所得粉剂分别用无菌水配制成溶液，混合均匀备用；S104将步骤S102所得海藻酸钠/粉剂混合液加入步骤S103所得氯化钙/粉剂混合液中，放置使交联充分，固化后过滤得到所述杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂。
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于步骤S101所得粉剂对摇蚊III龄期幼虫的半致死浓度低于0.2mg/L；在所述步骤S102中，将载体海藻酸钠配制成浓度为2～4％的溶液，灭菌后备用，将步骤S101所得粉剂无菌水配制成浓度为1～4％的溶液，然后按照1∶1的体积比例加入到所述海藻酸钠的溶液中，机械混合均匀；在所述步骤S103中，将交联剂氯化钙和步骤S101所得粉剂分别以1～3％和1-4％的浓度用无菌水配制成混合液，混合均匀备用；在所述步骤S104中，将步骤S102所得海藻酸钠/粉剂混合液以成滴的速度加入步骤S103所得氯化钙/粉剂混合液中，放置交联的时间至少为30分钟，所得制剂形态为乳白色颗粒。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于在所述步骤S102中，将载体海藻酸钠配制成浓度为2％的溶液，高压锅灭菌后备用，将步骤S101所得粉剂无菌水配制成浓度为1％的溶液，然后按照1∶1的体积比例加入到所述海藻酸钠的溶液中，机械混合均匀；在所述步骤S103中，将交联剂氯化钙和步骤S101所得粉剂分别以2％和1％的浓度用无菌水配制成混合液，混合均匀备用；在所述步骤S104中，放置交联的时间为60分钟，所得制剂形态为乳白色颗粒，通过调整将步骤S102所得海藻酸钠/粉剂混合液加入步骤S103所得氯化钙/粉剂混合液中液滴的大小，使所述制剂颗粒的直径大小为0.2～0.4mm，调整液滴大小可以得到不同粒径颗粒，满足不同应用环境。
7.杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂的应用方法，其特征在于，在水源水域的施用环境中，所述缓释生物制剂的使用量为使B.t.i粉剂有效成分应达到500～1000mg/m2。
8.根据权利要求7所述应用方法，其特征在于，所述缓释生物制剂的使用量为使B.t.i粉剂有效成分达到600～700mg/m2。
9.杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂的应用方法，其特征在于，在水厂构筑物的施用环境中，所述缓释生物制剂的使用量为使B.t.i粉剂有效成分达到0.5～1.0mg/L。
10.根据权利要求9所述应用方法，其特征在于，所述缓释生物制剂的使用量为使B.t.i粉剂有效成分达到0.6～0.7mg/L。
全文摘要
一种杀灭摇蚊幼虫的缓释生物制剂，包括活性成分、载体和交联剂，其特征在于，所述活性成分包括苏云金芽孢杆菌以色列亚种的菌体，所述载体包括海藻酸钠，所述交联剂包括氯化钙。制备上述制剂的方法是，通过发酵繁殖，制得B.t.i粉剂，将各成分按一定含量溶解混合，充分交联制得制剂。使用上述制剂时，在水源水域环境中，使用量为使B.t.i粉剂有效成分达到500～1000mg/m
文档编号C02F1/50GK1871919SQ200510035119
公开日2006年12月6日 申请日期2005年6月3日 优先权日2005年6月3日
发明者张金松, 刘丽君, 陈益清, 尤作亮, 周令, 丁书江 申请人:深圳市水务(集团)有限公司