水体抑藻方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010646736.1 (22)申请日 2020.07.07 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园 (72)发明人 胡洪营李尚陶益朱小琴 (74)专利代理机构 北京东正专利代理事务所 (普通合伙) 11312 代理人 蔡仲德 (51)Int.Cl. C02F 9/08(2006.01) (54)发明名称 一种水体抑藻方法 (57)摘要 本发明公开了一种水体抑藻方法， 按照以下 步骤依次进行： (1)对水体进行紫外辐照； (2)向 水体中添加化感物。

2、质。 与现有技术相比， 本发明 提供的水体抑藻方法能够有效的抑制水体中的 藻类生长， 取得23周以上的抑制期， 产生更快的 藻类细胞致死作用， 有效控制微囊藻毒素的含 量， 干扰其胞内合成过程， 并显著降低紫外线和 化感物质的使用剂量， 有助于防控景观水体藻类 装置在实际中的应用， 有效防控景观水体水华暴 发。 权利要求书1页 说明书5页 CN 111718045 A 2020.09.29 CN 111718045 A 1.一种水体抑藻方法， 其特征在于， 按照以下步骤依次进行： (1)对水体进行紫外辐照； (2)向水体中添加化感物质。 2.根据权利要求1所述的水体抑藻方法， 其特征在于， 步。

3、骤(1)中紫外辐照采用的紫外 光的波长位于C波段。 3.根据权利要求2所述的水体抑藻方法， 其特征在于， 所述紫外光的波长为254nm。 4.根据权利要求2所述的水体抑藻方法， 其特征在于， 步骤(1)中紫外辐照使用的紫外 剂量为20-2000mJ/cm2。 5.根据权利要求1所述的水体抑藻方法， 其特征在于， 步骤(2)中添加的化感物质为酚 酸、 生物碱、 脂肪酸、 脂类物质中的一种或多种的组合。 6.根据权利要求5所述的水体抑藻方法， 其特征在于， 所述化感物质为生物碱。 7.根据权利要求6所述的水体抑藻方法， 其特征在于， 所述化感物质为小檗碱。 8.根据权利要求1所述的水体抑藻方法， 。

4、其特征在于， 步骤(2)中添加的化感物质的添 加量为0.2-10mg/L。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111718045 A 2 一种水体抑藻方法 技术领域 0001 本发明属于环境保护技术领域， 具体为一种水体抑藻方法。 背景技术 0002 水资源短缺问题在世界范围内日益加剧， 再生水已成为缺水城市景观水体水源补 给的重要来源， 但再生水中仍含有较高浓度的氮磷等营养物质， 其景观环境利用过程中存 在受纳水体富营养化及藻类水华暴发风险。 针对传统方法难以有效控制再生水中藻类暴发 生长的瓶颈问题， 紫外抑藻逐渐受到关注。 然而紫外线的抑藻效果与剂量呈现正相关趋势， 经过一段时间后藻类开始。

5、恢复生长， 较长的抑制期需要较高的紫外剂量。 考虑到防控藻类 装置有限的空间和负载能力， 仅仅增加紫外灯数量的方式存在局限性。 0003 因鉴于此， 特提出此发明。 发明内容 0004 为解决防控藻类装置的空间和负载能力有限， 仅仅增加紫外灯数量的方式存在局 限性等问题， 本发明提供一种将紫外线与化感物质结合的水体抑藻方法， 通过将紫外线与 化感物质联用， 强化抑藻效果并降低处理成本。 0005 本发明提供了一种水体抑藻方法， 按照以下步骤依次进行： 0006 (1)对水体进行紫外辐照； 0007 (2)向水体中添加化感物质。 0008 优选的， 步骤(1)中紫外辐照采用的紫外光的波长位于C波。

6、段。 0009 优选的， 所述紫外光的波长为254nm。 0010 优选的， 步骤(1)中紫外辐照使用的紫外剂量为20-2000mJ/cm2。 0011 优选的， 步骤(2)中添加的化感物质为酚酸、 生物碱、 脂肪酸、 脂类物质中的一种或 多种的组合。 0012 应当注意的是， 对于溶解度较低的化感物质， 可以采用先将化感物质利用助溶剂 配成储备液然后添加储备液的方式向水体添加化感物质。 0013 优选的， 所述化感物质为生物碱， 更优选为小檗碱。 0014 优选的， 步骤(2)中添加的化感物质的添加量为0.2-10mg/L。 0015 本发明的原理为： 利用了紫外线与化感物质对藻类细胞的攻击。

7、位置的差异性； 紫 外线可以立即对藻类细胞的DNA造成损伤并降低光合活性， 提高藻类细胞的胞内氧化压力； 化感物质则显著损伤藻类细胞的光合系统， 并影响藻类细胞的膜电位， 提高细胞凋亡水平。 将紫外线与化感物质联用涵盖了攻击紫外损伤位置(起到强化损伤的作用)以及攻击非紫 外损伤位置(起到协同损伤的作用)的双重途径， 对光合系统I I的电子传递链产生协同损 伤， 加剧了藻类细胞的能量代谢干扰和胞内氧化压力， 强化了藻类细胞的程序性死亡进程， 从而提高了对藻类细胞细胞膜的损伤水平， 强化了抑藻效果。 0016 本发明的积极进步效果在于： 说明书 1/5 页 3 CN 111718045 A 3 0。

8、017 与现有技术相比， 本发明提供的水体抑藻方法能够有效的抑制水体中的藻类生 长， 取得2-3周以上的抑制期， 产生更快的藻类细胞致死作用， 有效控制微囊藻毒素的含量， 干扰其胞内合成过程， 并显著降低紫外线和化感物质的使用剂量， 有助于防控景观水体藻 类装置在实际中的应用， 有效防控景观水体水华暴发。 具体实施方式 0018 下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。 0019 实施例一 0020 选取初始细胞密度为4x105个/mL的铜绿微囊藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的 初始光合活性为0.53。 采用波长254nm的C波段紫外线以75mJ/cm2的剂量对100mL样品进行 照。

9、射， 在照射完成后， 立即向样品中以0.2mg/L的剂量添加小檗碱。 0021 经过该处理后， 铜绿微囊藻的生长抑制期被延长至10天。 采用流式细胞仪双染色 法对样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第七天升高至72。 经处理后的铜绿微囊 藻的光合活性在处理后立即降低了53， 并直到9天后才恢复至初始水平。 0022 实施例二 0023 选取初始细胞密度为4x105个/mL的铜绿微囊藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的 初始光合活性为0.53。 采用波长254nm的C波段紫外线以75mJ/cm2的剂量对100mL样品进行 照射， 在照射完成后， 立即向样品中以0.5mg/L的剂量添加小檗碱。 。

10、0024 经过该处理后， 铜绿微囊藻的生长抑制期被延长至12天。 采用流式细胞仪双染色 法对样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第七天升高至86。 经处理后的铜绿微囊 藻的光合活性在处理后立即降低了51， 并直到12天后才恢复至初始水平。 0025 实施例三 0026 选取初始细胞密度为4x105个/mL的铜绿微囊藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的 初始光合活性为0.53。 采用波长254nm的C波段紫外线以75mJ/cm2的剂量对100mL样品进行 照射， 在照射完成后， 立即向样品中以1mg/L的剂量添加小檗碱。 0027 经过该处理后， 铜绿微囊藻的生长抑制期被延长至21天。 采用流。

11、式细胞仪双染色 法对样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第七天升高至91。 经处理后的铜绿微囊 藻的光合活性在处理后立即降低了40， 并直到18天后才恢复至初始水平。 0028 实施例四 0029 选取初始细胞密度为4x105个/mL的铜绿微囊藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的 初始光合活性为0.53。 采用波长254nm的C波段紫外线以75mJ/cm2的剂量对100mL样品进行 照射， 在照射完成后， 立即向样品中以2mg/L的剂量添加小檗碱。 0030 经过该处理后， 铜绿微囊藻的生长抑制期被延长至22天以上。 采用流式细胞仪双 染色法对样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第七天升。

12、高至75。 经处理后的铜绿 微囊藻的光合活性在处理后立即降低了75， 并直到22天后才恢复至初始水平。 0031 实施例五 0032 选取初始细胞密度为8x104个/mL的斜生栅藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的初 始光合活性为0.64。 采用波长254nm的C波段紫外线以90mJ/cm2的剂量对100mL样品进行照 射， 在照射完成后， 立即向样品中以0.2mg/L的剂量添加小檗碱。 说明书 2/5 页 4 CN 111718045 A 4 0033 经过该处理后， 斜生栅藻的生长抑制期被延长至7天。 采用流式细胞仪双染色法对 样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至7。 经处理。

13、后的斜生栅藻的光合 活性在处理后立即降低了44， 并直到7天后才恢复至初始水平。 0034 实施例六 0035 选取初始细胞密度为8x104个/mL的斜生栅藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的初 始光合活性为0.64。 采用波长254nm的C波段紫外线以90mJ/cm2的剂量对100mL样品进行照 射， 在照射完成后， 立即向样品中以0.5mg/L的剂量添加小檗碱。 0036 经过该处理后， 斜生栅藻的生长抑制期被延长至21天。 采用流式细胞仪双染色法 对样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至22。 经处理后的斜生栅藻的 光合活性在处理后立即降低了41， 并直到22天后才恢复至初始。

14、水平。 0037 实施例七 0038 选取初始细胞密度为8x104个/mL的斜生栅藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的初 始光合活性为0.64。 采用波长254nm的C波段紫外线以90mJ/cm2的剂量对100mL样品进行照 射， 在照射完成后， 立即向样品中以1mg/L的剂量添加小檗碱。 0039 经过该处理后， 斜生栅藻的生长抑制期被延长至22天以上。 采用流式细胞仪双染 色法对样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至25。 经处理后的斜生栅 藻的光合活性在处理后立即降低了44， 并直到14天后才恢复至初始水平。 0040 实施例八 0041 选取初始细胞密度为8x104个/mL。

15、的斜生栅藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的初 始光合活性为0.64。 采用波长254nm的C波段紫外线以90mJ/cm2的剂量对100mL样品进行照 射， 在照射完成后， 立即向样品中以2mg/L的剂量添加小檗碱。 0042 经过该处理后， 斜生栅藻的生长抑制期被延长至22天以上。 采用流式细胞仪双染 色法对样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至47。 经处理后的斜生栅 藻的光合活性在处理后立即降低了39， 并直到18天后才恢复至初始水平。 0043 对比例一 0044 选取初始细胞密度为4x105个/mL的铜绿微囊藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的 初始光合活性为0.53。 采。

16、用波长254nm的C波段紫外线以75mJ/cm2的剂量对100mL样品进行 照射。 0045 单独采用紫外线处理后的样品的生长抑制期为7天。 采用流式细胞仪双染色法对 样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至43。 经处理后的铜绿微囊藻的 光合活性在处理后立即降低了55， 并于8天后恢复至初始水平。 0046 对比例二 0047 选取初始细胞密度为4x105个/mL的铜绿微囊藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的 初始光合活性为0.53。 0048 单独采用0.2mg/L的小檗碱对铜绿微囊藻没有显著的抑制效果。 单独采用0.5mg/L 的小檗碱对铜绿微囊进行处理， 其生长抑制期为3天。。

17、 采用流式细胞仪双染色法对样品进行 测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至32。 经处理后的铜绿微囊藻的光合活性 在处理后立即降低了23， 并于7天后恢复至初始水平。 0049 对比例三 说明书 3/5 页 5 CN 111718045 A 5 0050 选取初始细胞密度为4x105个/mL的铜绿微囊藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的 初始光合活性为0.53。 0051 单独采用1mg/L的小檗碱对铜绿微囊进行处理， 其生长抑制期为7天。 采用流式细 胞仪双染色法对样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至28。 经处理后 的铜绿微囊藻的光合活性在处理后立即降低了38， 并于9。

18、天后恢复至初始水平。 0052 对比例四 0053 选取初始细胞密度为4x105个/mL的铜绿微囊藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的 初始光合活性为0.53。 0054 单独采用2mg/L的小檗碱对铜绿微囊藻进行处理， 其生长抑制期为21天。 采用流式 细胞仪双染色法对样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至77。 经处理 后的铜绿微囊藻的光合活性在处理后立即降低了49， 并于16天后恢复至初始水平。 0055 对比例五 0056 选取初始细胞密度为8x104个/mL的斜生栅藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的初 始光合活性为0.64。 采用波长254nm的C波段紫外线以90mJ/c。

19、m2的剂量对100mL样品进行照 射。 0057 单独采用紫外线处理后的样品的生长抑制期为5天。 采用流式细胞仪双染色法对 样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至6。 经处理后的斜生栅藻的光合 活性在处理后立即降低了46， 并于6天后恢复至初始水平。 0058 对比例六 0059 选取初始细胞密度为8x104个/mL的斜生栅藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的初 始光合活性为0.64。 0060 单独采用0.2-0.5mg/L的小檗碱对斜生栅藻没有显著的抑制效果。 单独采用1mg/L 的小檗碱对斜生栅藻进行处理， 其生长抑制期为14天。 采用流式细胞仪双染色法对样品进 行测定， 测。

20、得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至8。 经处理后斜生栅藻的光合活性在处 理后立即降低了1.5， 并于17天后恢复至初始水平。 0061 对比例七 0062 选取初始细胞密度为8x104个/mL的斜生栅藻样品， 利用调制荧光仪测得样品的初 始光合活性为0.64。 0063 单独采用2mg/L的小檗碱对斜生栅藻进行处理， 其生长抑制期为18天。 采用流式细 胞仪双染色法对样品进行测定， 测得的膜损伤细胞的比例在第五天升高至4。 经处理后斜 生栅藻的光合活性在处理后立即降低了3， 并于13天后恢复至初始水平。 0064 通过上述实施例和对比例的结果， 显示通过采用本发明中所述的紫外光和化感物 质联用。

21、的方式对藻类进行处理， 可以有效的抑制藻类的光合作用和生长， 其处理效果要远 好于单独的紫外光处理或添加化感物质处理。 同时， 添加化感物质和紫外辐照的先后顺序 对最终的处理效果也会产生一定的影响。 先添加化感物质再进行紫外辐照， 一方面紫外线 会氧化化感物质， 降低其效果， 另一方面， 化感物质会影响紫外线的穿透率， 从而严重的影 响两种方式的协同作用。 0065 采用本发明中所述的水体抑藻方法对水体进行处理， 可以对水体中的藻类产生2- 3周以上的抑制期， 克服了现有紫外防控藻类装置应用的局限性， 有着广阔的应用前景。 说明书 4/5 页 6 CN 111718045 A 6 0066 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 5/5 页 7 CN 111718045 A 7 。