一种植物源杀藻剂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种从植物博落回(Macleaya cordata)或/和小果博落回(Macleaya microcarpa)果荚提取生物源杀藻物质的方法。其中包括：首先利用粉碎机将博落回或/和小果博落回果荚粉碎，然后用无水乙醇浸提，然后将浸提液中乙醇旋转蒸发，得到浸提干物质，再将浸提物溶解在二甲亚砜中，得到植物源杀藻剂。将本发明植物源杀藻剂以小于千分之一的体积加入到水华蓝藻培养体系中(添加的浸提干物质终浓度大于1mg/L)，可以有效抑制水华蓝藻的生长，野外除藻试验结果表明该生物源除藻剂能有效去除水体蓝藻水华，水体水质得到明显改善。该杀藻物质来源于传统中药材植物，具有较好的生物安全性、环境友好性和良好的应用价值。
【专利说明】一种植物源杀漂剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及植物源杀藻剂的制备，特别是一种利用博落回或/和小果博落回果荚的植物源杀藻剂制备方法，该杀藻剂用于抑制水体蓝藻生长和去除水体蓝藻水华。
【背景技术】
[0002]我国淡水水体富营养化日趋严重，一些大型湖泊、水产养殖水体和城市景观水体先后爆发了严重的蓝藻水华。水体中蓝藻大量繁殖、堆积和好氧分解会降低水体溶解氧，造成鱼虾等水生动物死亡，降低水体生物多样性，并且许多水华蓝藻会向水体释放蓝藻毒素，最终给水产动物安全和人类健康带来极大的危害。
[0003]目前蓝藻水华的去除方法主要分为物理方法、化学方法和生物学方法。在实际应用中，因它们的适应范围、条件等不同，都表现出各自的优点和不足。物理除藻方法有直接过滤法、机械清除法、气浮法、超声波去除法等方法，这些方法的优点是不会给环境带来二次污染，其缺点是除藻效果不好，耗能大。化学除藻主要是通过向水体添加杀藻剂、抑藻剂、絮凝剂等，来去除水体中的水华藻类。化学除藻是目前小型水体蓝藻去除的主要方法，该方法虽然具有除藻效果好、见效快的优点，但是绝大部分化学除藻剂会给环境带来二次污染，而且这些化学除藻剂对水生生物毒性作用没有选择性，使用这类除藻剂后往往会造成该水体生态系统的崩溃。生物除藻虽然是一种相对安全的除/控藻方式。但是目前生物除/控藻的缺点是除/控藻理论不成熟，受环境因素影响大，不具有通用性，除藻效果和除藻速度上都不及化学除藻。所以目前急需一种高效、环保的蓝藻水华去除方法。
[0004]博落回作为一种中药材，已有很长的应用历史，具有较好的生物安全性。博落回果荚来源于植物博落回，属于植物源物质，在环境中具有良好的降解性能，属于环境友好型植物源材料。乙醇为一种安全的有机溶剂，利用乙醇从博落回果荚中浸提杀藻物质，制备的生物源杀藻剂是一种安全和环境友好的杀藻剂，具有良好的应用价值。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种安全，且对环境友好的植物源杀藻剂的制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，用无水乙醇作为浸提剂从博落回或/和小果博落回果荚粉末中提取生物源杀藻剂。
[0007]本发明一种植物源杀藻剂的制备方法微量提取方案为，先用粉碎机将博落回或/和小果博落回果荚粉碎，再按照5g果荚粉末加入50mL无水乙醇的标准向果荚粉末中加入无水乙醇，然后超声提取，超声提取结束后，在砂芯过滤装置上抽滤，残渣用无水乙醇洗涤，合并滤液及洗涤液，在旋转蒸发器上旋转蒸发去除乙醇，再将浸提物溶解在二甲亚砜中，使其终浓度大于10mg/mL，即得到植物源杀藻剂。其中，超声提取条件为:每次超声lOmin，工作间歇Imin,全程时间60min。
[0008]本发明一种植物源杀藻剂的制备方法的大量提取方案为，先用粉碎机将博落回或/和小果博落回果荚粉碎，再按照5g果荚粉末加入50mL无水乙醇的标准向果荚粉末中加入无水乙醇，然后黑暗环境浸提12小时，浸提期间辅以机械搅拌，提取结束后，浸提液先用纱布过滤，得到初滤液，初滤液再次用玻璃纤维棉过滤，得到精滤液，精滤液用真空旋转蒸发的方法去除乙醇，再将浸提物溶解在二甲亚砜中，使其终浓度大于10mg/mL，即得到植物源杀藻剂，蒸馏出来的无水乙醇进行回收重复利用。
[0009]上述方案中，所述粉碎机采用8目粉碎机。
[0010]与现有技术相比，本发明创造的优点为:
[0011]1、本发明涉及的除藻物质为来源于中草药植物(博落回或/和小果博落回果荚)的提取物，具有较好的生物安全性。
[0012]2、本发明方法制备的植物源除藻剂，在环境中易于降解，属于环境友好型除藻剂。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为来源于博落回果荚的除藻剂对蓝藻生长的抑制效果。
[0014]图2为来源于博落回果荚的除藻剂对蓝藻水华的去除效果。
[0015]图3为来源于博落回果荚的除藻剂除藻后水体透明度的变化情况。
[0016]图4为来源于博落回果荚的除藻剂除藻后水体铵态氮含量的变化情况。
[0017]图5为来源于博落回果荚的除藻剂除藻后水体总磷含量的变化情况。
[0018]图6为来源于博落回果荚的除藻剂除藻后水体化学需氧量(COD)含量的变化情况。
【具体实施方式】
[0019]实施例1:
[0020]微量提取方案:用粉碎机(8目)将博落回(Macleaya cordata)或/和小果博落回(Macleaya microcarpa)果荚粉碎,称取5g果荚粉末于250mL广口三角瓶中，向其中加入50mL无水乙醇，放入KQ2200E型超声波清洗机中，超声提取，超声提取条件为:每次超声lOmin，工作间歇lmin，全程时间60min。提取结束后，在砂芯过滤装置上抽滤，残渣用少量1mL无水乙醇洗涤，合并滤液及洗涤液，在旋转蒸发器RE-3000上旋转蒸发去除乙醇，再将浸提物溶解在二甲亚砜中，使其终浓度大于10mg/mL (质量/体积)，即得到植物源杀藻剂。
[0021]实验室抑藻试验:用来源于博落回果荚的除藻剂来抑制铜绿微囊藻的生长。
[0022]产毒水华蓝藻种类:铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa PCC7806)
[0023]藻培养基:CT培养基
[0024]抑藻试验方法:试验在250mL的三角瓶中进行，取100 μ L来源于博落回果荚的不同浓度的除藻剂加入到无菌的CT培养基中，另取100 UL 二甲亚砜做空白对照，再分别向其中加入用CT培养的处于对数生长期的铜绿微囊藻Μ.aeruginosa PCC7806，终体积为10mL,来源于博落回果荚的除藻剂的最终浓度为0、1、2.5、4、5.5mg/L(以浸提物干重为准来计算)，M.aeruginosa PCC7806起始OD68tl值为0.196。所有处理均置于光强30 μ mo Iprotons/(Iii2S1)，温度25±1 °C,光周期12h: 12h (L:D)条件下培养,在实验的第2、4、6天取样。藻细胞叶绿素用80%丙酮提取测定。以培养物叶绿素含量的变化情况来反映不同处理组该藻的生长情况。
[0025]抑藻试验结果:如图1所示，向铜绿微囊藻M.aeruginosa PCC7806培养体系加入来源于博落回果荚的除藻剂后，在随后培养的第二天，除藻剂添加剂量为lmg/L时，M.aeruginosaPCC7806的生物量即显著低于对照，随着培养时间的推移，该除藻剂对M.aeruginosa PCC7806的抑制效应也越来越明显，且随着添加剂量的增加，该除藻剂对Μ.aeruginosa PCC7806的抑制效应也越来越强。
[0026]实施例2:
[0027]大量提取方案:博落回或/和小果博落回果荚用粉碎机(8目)粉碎，称取5Kg果荚粉末于100L塑料桶中，向其中加入50L无水乙醇，黑暗浸提12小时，浸提期间辅以机械搅拌。提取结束后，浸提液先用纱布过滤，得到初滤液，初滤液再次用玻璃纤维棉过滤，得到精滤液，精滤液用真空旋转蒸发的方法去除乙醇，再将浸提物溶解在二甲亚砜中，使其终浓度大于10mg/mL (质量/体积)，即得到植物源杀藻剂，蒸馏出来的乙醇进行回收重复利用。
[0028]野外除藻试验:选取的野外水体正爆发蓝藻水华，其中的主要蓝藻种类为微囊藻。在该水体构建2X2X2m3的围格，围隔材料为食品塑料级加工而成。向其中添加来源于博落回果荚的除藻剂，使除藻剂的终浓度为8mg/L(以浸提物干重为准来计算)，并设置对照。监测水体叶绿素a、铵态氮、总磷和化学需氧量(COD)含量，持续31天。
[0029]除藻试验结果:通过持续监测水体藻类叶绿素a含量发现，添加来源于博落回果荚的除藻剂的围隔内水体的叶绿素a含量显著低于对照(见图2)，说明该除藻剂对蓝藻水华有较好的去除效果。并且在I个月的试验期内，添加来源于博落回果荚的除藻剂的处理组的蓝藻生物量均极显著低于对照组(T测验分析，P〈0.01)。对水体的透明度进行持续监测，发现在I个月的试验期内添加该除藻剂的围隔水体透明度显著高于对照(见图3)。对水体氨态氮含量的监测结果发现在添加该除藻剂的处理组虽然在试验的第1-3天内高于对照，而到第5天后，添加该除藻剂的处理组氨态氮含量均低于对照组(见图4)。对水体总磷含量的监测结果发现，在添加该除藻剂的处理组在试验的第3天高于对照，而在试验期的第24-31天，添加该除藻剂的处理组总磷含量均低于对照组(见图5)。水体COD含量的变化趋势和总磷的变化趋势相似，在试验的第3天，添加该除藻剂的处理组水体COD含量高于对照，而在试验的第10天和第24-31天，添加除藻剂的处理组总磷含量均低于对照组(见图6)。
【权利要求】
1.一种植物源杀藻剂的制备方法，其特征在于，用无水乙醇作为浸提剂从博落回或/和小果博落回果荚粉末中提取生物源杀藻剂。
2.根据权利要求1所述的一种植物源杀藻剂的制备方法，其特征在于，先用粉碎机将博落回或/和小果博落回果荚粉碎，再按照果荚粉末加入501无水乙醇的标准向果荚粉末中加入无水乙醇，然后超声提取，超声提取结束后，在砂芯过滤装置上抽滤，残渣用1001无水乙醇洗涤，合并滤液及洗涤液，然后将浸提液中乙醇旋转蒸发，得到浸提干物质，再将浸提物溶解在二甲亚砜中，使其终浓度大于1008/1111，即得到植物源杀藻剂。
3.根据权利要求2所述的一种植物源杀藻剂的制备方法，其特征在于，超声提取条件为:每次超声10111111，工作间歇1111111，全程时间60111111。
4.根据权利要求2所述的一种植物源杀藻剂的制备方法，其特征在于，所述粉碎机采用8目粉碎机。
5.根据权利要求1所述的一种植物源杀藻剂的制备方法，其特征在于，先用粉碎机将博落回或/和小果博落回果荚粉碎，再按照果荚粉末加入501无水乙醇的标准向果荚粉末中加入无水乙醇，然后黑暗环境浸提12小时，浸提期间辅以机械搅拌，提取结束后，浸提液先用纱布过滤，得到初滤液，初滤液再次用玻璃纤维棉过滤，得到精滤液，精滤液用真空旋转蒸发的方法去除乙醇，再将浸提物溶解在二甲亚砜中，使其终浓度大于1008/111匕即得到植物源杀藻剂，蒸馏出来的无水乙醇进行回收重复利用。
6.根据权利要求5所述的一种植物源杀藻剂的制备方法，其特征在于，所述粉碎机采用8目粉碎机。
【文档编号】A01N65/08GK104381308SQ201410709090
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】邵继海, 李锦龙, 陈安伟, 彭亮, 吴根义 申请人:湖南农业大学