快离子导体作为藻类抑制材料的应用转让专利
申请号 : CN201110398797.1
文献号 : CN102531180B
文献日 : 2013-10-09
发明人 : 廖日红 , 许志兰 , 李其军 , 刘操 , 胡秀琳 , 吴晓辉 , 赵立新 , 李垒
申请人 : 北京市水利科学研究所
摘要 :
本发明是关于快离子导体作为藻类抑制材料的应用，其包括将快离子导体其水浸泡液投放在藻类生长的水体中，来实现对藻类的抑制。本发明具有起效时间快、抑藻效果好、操作简单、生态安全性好等优点，可应用于自然水体或人工水体的藻类抑制，如湖泊、水库、河流、公园景观水体、家庭景观水体等。
权利要求 :
1.快离子导体作为藻类抑制材料的应用，其特征在于，将快离子导体或其水浸泡液投放在藻类生长的水体中；
2+
该快离子导体为江西裕金达科技有限公司生产，其是以C、O、Si为骨架结构，参杂Fe 、
3+ 4+ 2+ + + 2+
Fe 、Mn 、Ca 、Mg、K、Cu 的快离子导体，XRD谱图如图5所示，在衍射角2θ为20.56，
24.45，26.33，29.12，36.34和49.81°处显示特征峰；
快离子导体的水浸泡液的制备方法如下：将快离子导体厌氧浸泡在水中1-15天，快离子导体和水的质量比1:6～1:167，过滤后得到快离子导体的水浸泡液。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水体中快离子导体的水浸泡液投放量为每升待处理水体投入18-500毫升浸泡液。
3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水体中快离子导体投放量为每升待处理水体投入0.5-5克快离子导体。
4.如权利要求1-3中任一项所述的应用，其特征在于，所述水体中藻细胞密度为4
>0-1000×10 个/毫升。
说明书 :
快离子导体作为藻类抑制材料的应用
技术领域
[0001] 本发明属于水处理技术领域，涉及一种自然水体有害藻类控制的方法。
背景技术
[0002] 目前，控制水体中有害藻类的方法主要有物理方法、化学方法和生物方法。物理方法可直接清除水体中的藻类，不会产生二次污染；但是需要昂贵的运行费用，且工作量较大。化学方法见效快而且效果明显；但由于存在造成二次污染的可能性，对水环境的生态影响不好确定，长期使用会对水体生态环境造成污染。生物方法生态安全性好，但往往见效慢，持续时间较长。
[0003] 快离子导体可分为阴离子导体(氧离子导体和氟离子导体)、阳离子导体(如银离子导体、铜离子导体、锂离子导体、钠离子导体、钾离子导体、镁离子导体、铝离子导体等)。快离子导体是一类在固态时即熔点以下呈现离子导电性的物体，在高温电化学、高温物理化学、固体物理与固体化学领域中应用广泛，但在有害藻类控制领域的应用却未见报道。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种起效时间快、抑藻效果好、操作简单、生态安全性好的藻类抑制方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明包括如下技术方案：
[0006] 快离子导体作为藻类抑制材料的应用，其是将快离子导体或其水浸泡液投放在藻类生长的水体中。
[0007] 如上所述的应用，其中，该快离子导体可以是以C、O、Si为骨架结构，参杂Fe2+、3+ 4+ 2+ + + 2+
Fe 、Mn 、Ca 、Mg、K、Cu 的快离子导体，其XRD谱图在衍射角2θ为20.56，24.45，26.33，
29.12，36.34和49.81°处显示特征峰。
Fe 、Mn 、Ca 、Mg、K、Cu 的快离子导体，其XRD谱图在衍射角2θ为20.56，24.45，26.33，
29.12，36.34和49.81°处显示特征峰。
[0008] 如上所述的应用，其中，该快离子导体其可具有如图5所示的XRD谱图。
[0009] 如上所述的应用，优选地，该快离子导体为江西裕金达科技有限公司生产的快离子导体。
[0010] 如上所述的应用，其中，该快离子导体的水浸泡液的制备方法如下：将快离子导体浸泡在水中1-15天，快离子导体和水的质量比1∶6～1∶167，过滤后得到快离子导体的水浸泡液。
[0011] 如上所述的应用，其中，该水体中快离子导体的水浸泡液投放量优选为每升待处理水体投入18-500毫升浸泡液。
[0012] 如上所述的应用，其中，该水体中快离子导体投放量为每升待处理水体投入0.5-5克快离子导体。
[0013] 如上所述的应用，其中，该水体中藻细胞密度为＞0-1000×104个/毫升。
[0014] 本发明的有益效果在于，本发明是以快离子导体作为藻类抑制材料，来抑制藻类生长。快离子导体浸泡液在投加后第3天表现出了显著的抑藻作用，藻类抑制率达100％；快离子导体在投加后第3天表现出了显著的抑藻作用，平均藻类抑制率为50％。该应用具有起效时间快、抑藻效果好、操作简单、生态安全性好等优点。本发明可应用于自然水体或人工水体的藻类抑制，如湖泊、水库、河流、公园景观水体、家庭景观水体等。
附图说明
[0015] 图1为快离子导体浸泡液对藻类生长曲线的影响。
[0016] 图2为快离子导体浸泡液对藻类的抑制率曲线。
[0017] 图3为快离子导体粉末对藻类生长曲线的影响。
[0018] 图4为快离子导体粉末对藻类的抑制率曲线。
[0019] 图5为实施例1-4中使用的快离子导体的XRD谱图。
具体实施方式
[0020] 实施例1
[0021] 本实施例及以下实施例中使用的快离子导体为江西裕金达科技有限公司生产，其2+ 3+ 4+ 2+ + + 2+
是以C、O、Si为骨架结构，参杂Fe 、Fe 、Mn 、Ca 、Mg、K、Cu 的快离子导体，XRD谱图如图
5所示，在衍射角2θ为20.56，24.45，26.33，29.12，36.34和49.81°处显示特征峰。将3克快离子导体用500毫升去离子水在密闭瓶中厌氧浸泡15天后过滤，取浸泡液50毫升加入
4
100毫升铜绿微囊藻培养液中作为试验组，铜绿微囊藻培养液起始藻细胞密度为100×10个/毫升。对照组在100毫升铜绿微囊藻培养液中加入50毫升去离子水。两组均置于光照培养箱中培养。试验组与对照组每组3瓶平行。投加快离子导体浸泡液后1天、3天、5
4
天、7天、9天、11天测定藻细胞密度，对照组藻细胞密度为80-3600×10 个/毫升，藻细胞密度随时间变化如图1所示，抑制率曲线如图2所示。
是以C、O、Si为骨架结构，参杂Fe 、Fe 、Mn 、Ca 、Mg、K、Cu 的快离子导体，XRD谱图如图
5所示，在衍射角2θ为20.56，24.45，26.33，29.12，36.34和49.81°处显示特征峰。将3克快离子导体用500毫升去离子水在密闭瓶中厌氧浸泡15天后过滤，取浸泡液50毫升加入
4
100毫升铜绿微囊藻培养液中作为试验组，铜绿微囊藻培养液起始藻细胞密度为100×10个/毫升。对照组在100毫升铜绿微囊藻培养液中加入50毫升去离子水。两组均置于光照培养箱中培养。试验组与对照组每组3瓶平行。投加快离子导体浸泡液后1天、3天、5
4
天、7天、9天、11天测定藻细胞密度，对照组藻细胞密度为80-3600×10 个/毫升，藻细胞密度随时间变化如图1所示，抑制率曲线如图2所示。
[0022] 图2所示曲线表示快离子导体水浸泡液对藻类的抑制率，投加后第1天、3天、5天、7天、9天、11天的抑制率分别为11％、72％、92％、98％、99％、100％。说明快离子导体厌氧浸泡液在投加后第3天表现出了显著的抑藻作用，抑制率达70％以上，至第5天抑制率达90％以上，且抑藻效果持续稳定至第11天。
[0023] 实施例2
[0024] 取快离子导体粉末0.3克加入100ml藻液中作为试验组，铜绿微囊藻培养液起始4
藻细胞密度为135×10 个/毫升。对照组不加抑藻材料，置于光照培养箱中培养。试验组与对照组每组3瓶平行。投加快离子导体粉末后1天、3天、5天、7天、9天、11天、13天测
4
定藻细胞密度，对照组藻细胞密度为150-8500×10 个/毫升，生长曲线如图3所示，抑制率曲线如图4所示。图4所示曲线表示快离子导体粉末对藻类的抑制率，投加后第1天、3天、5天、7天、9天、11天的抑制率分别为33％、65％、59％、55％、55％、48％、33％。说明快离子导体粉末对铜绿微囊藻表现出一定程度的抑制作用，投加后第3天抑制率为65％；试验后期(投加干粉后第5天～第13天)抑制作用随时间延长而逐渐减弱，整个试验期平均抑制率为50％。
藻细胞密度为135×10 个/毫升。对照组不加抑藻材料，置于光照培养箱中培养。试验组与对照组每组3瓶平行。投加快离子导体粉末后1天、3天、5天、7天、9天、11天、13天测
4
定藻细胞密度，对照组藻细胞密度为150-8500×10 个/毫升，生长曲线如图3所示，抑制率曲线如图4所示。图4所示曲线表示快离子导体粉末对藻类的抑制率，投加后第1天、3天、5天、7天、9天、11天的抑制率分别为33％、65％、59％、55％、55％、48％、33％。说明快离子导体粉末对铜绿微囊藻表现出一定程度的抑制作用，投加后第3天抑制率为65％；试验后期(投加干粉后第5天～第13天)抑制作用随时间延长而逐渐减弱，整个试验期平均抑制率为50％。
[0025] 实施例3
[0026] 在自然水体中建造围隔，围隔内水体容积为28m3，投加84千克快离子导体。以叶绿素a的去除效果代表抑藻效果，结果表明，投加后第1天，对照组叶绿素a含量为25μg/L，快离子组叶绿素a未检出，投加后6天，对照组叶绿素a含量为83μg/L，快离子组叶绿素a含量为16μg/L，可见，快离子导体具有一定程度的抑藻作用。
[0027] 表1 叶绿素a含量 单位：μg/L
[0028]0d 1d 6d 9d
对照 33 25 83 40
快离子 29 0 16 37
对照 33 25 83 40
快离子 29 0 16 37
[0029] 实施例43
[0030] 在自然水体中建造围隔，围隔内水体容积为28m，将84千克快离子导体装入布袋，袋子固定于浮体上，使快离子导体悬浮于水中。42天后，将装有快离子导体的袋子取出。
[0031] 可引发水华的蓝藻门所占比例见表2，结果表明，快离子组蓝藻门比例在投加后21天内相比对照组有较大降幅，快离子组相比对照组在投加后7天、14天、21天的蓝藻门比例降幅分别为89％、25％、51％。可见快离子导体具有一定程度的抑藻作用。
[0032] 表2 蓝藻门所占比例对比表
[0033]
[0034] 悬浮快离子导体前后浮游动物数量变化见表3。由表3可看出，悬浮快离子导体后第21天、第42天，快离子组浮游动物数量相比对照组有较大增长，增长主要是由于贫-中营养种原生动物-鳞壳虫、表壳虫数量的剧增导致。说明悬浮快离子导体后可引起水体中浮游动物贫-中营养种数量的剧增，水体水质在这一期间向清洁趋势发展。
[0035] 表3 浮游动物数量分布
[0036]