一種富營養化水體生態修復生物材料的篩選方法技術

本發明專利技術涉及了一種富營養化水體生態修復生物材料的篩選方法，它是利用從自然界中篩選的水生浮游生物作為生物原材料，通過利用重金屬誘導金屬硫蛋白的表達，并在低氧濃度和PEG滲透劑下，經過多代選育與純培養，獲得了對重金屬及農藥有相當耐性，耐低氧，耐較高濃度NP且繁殖率高，生長速度快與捕食量大的、專用于富營養化水體生物修復材料，其用于富營養化水體后可對水體中的藻類、細菌及有機懸浮物進行快速有效的去除，從而起到凈化水體的作用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于環境污染的修復生物材料誘導篩選工藝，特別是以水生生物為材料誘導篩選修復富營養化水體的生物材料的方法。技術背景水體富營養化是水質極度惡化的重要標志之一，也是當今全世界水污染中的嚴重問題。隨著工農業的發展，人民生活和工農業生產等方面產生的NP等污染物質愈來多愈多地進入水體，使水生浮游生物尤其是藻類大量繁殖，造成嚴重的富營養化現象并引起一系列的惡性循環，使得一些河流、池塘及水庫因富營養化嚴重而完全喪失利用功能。池塘水庫建成之后，水流速度減緩，水體自凈能力降低，如果不加重視，將進一步加重水體富營養化的程度，使耗資巨大的水資源難以持續利用。因此，如何誘導篩選合適的生物材料對富營養化水體進行科學有效的修復，對于改善江河、湖泊、水庫和堰塘的水質，使之化害為寶，以提高人類的生活質量及生存環境，這是人類所迫切期望的，也是加強水資源保護，保證人類可持續發展的一個重要前提。 治理水體富營養化一直是環境治理中的一個難題，國內外治理富營養化水體的技術大致可以分為兩類，一是工程措施，二是生物措施，二者各有長短。工程措施投資大，能耗高，只適宜小規模小范圍治理；生物措施則相反，投資少，只要方法和材料選擇得當，更有利于大面積進行生態修復。世界富營養化水體在城鎮周圍和在水產養殖發達的湖庫地區面積大、分布廣。所以，如何采用合適有效的誘導篩選方法篩選出理想的生物修復材料，從而有效地對富營養化水體進行生態修復就成為生態修復更為重要的措施之一。研究表明，集約化水產養殖和農田面源污是染造成水體富營養化的主要原因。大量的氮磷和有機質進入水體之后，使藻類過度繁殖，有機質增加，溶解氧減少，水體逐步喪失使用功能。在當前，要想徹底地不使用或少使用化肥，徹底地切斷農業生產產生的各種面源污染物及工業與生活廢水，這對于當前的生產及現有的技術來說是不可能的。重要的是要根據富營養化發生的機理及其表現，進行巧妙、科學的治理，從而形成一個有利于各項事業持續發展的良性循環。針對水體富營養化是由于NP輸入過量而引起藻類大量繁殖，有機懸浮物增多，細菌含量過高等導致最后水體水質的惡化這一表現，分析其機理則是由于取食這些物質的高一級食物鏈生物在富營養化過程中因過度敏感而使種群數量減少和消亡，從而造成初級生產過剩所致。因此治理富營養化的技術核心就是要用科學有效的方法篩選出具有優良耐性和繁殖能力及捕食能力較強的生物材料，以適應富營養化水體低氧、高NP以及毒物質條件下，更有效地修復或替代已經被削弱或切斷的生物鏈，重新建立水體生態系統中初級生產者(藻類)_初級消費者(浮游動物)_次級消費者(魚類)及分解者(細菌)這一關鍵性食物鏈的生態平衡，從而使水體中的大量氮磷物質，在太陽光能的作用下，經過藻類的光合轉化，通過該生物材料的傳遞，最終在有效地控制水體藻類、細菌、有機懸浮物的數量、獲得較好的水質的同時，使有害物質NP轉化為人類所需的主要經濟產品(魚類及畜禽)。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種有效誘導并篩選優良生物修復材料的方法，采用該方法獲得的生物材料可以在對富營養化水體進行有效快速生態修復的同時，增加水體生態系統生物的多樣性，并給人類提供大量經濟產品，且選擇效率高，成本低、選擇速度快，所得材料生物學特性及生態特性較為穩定等。本專利技術的實施方案是將水生浮游動物(淡水枝角類等)培養于已經充分自然脫氯并經充氧機充氧至飽和的培養液中，培養液PH7. O 8. 0，培養時只需對該生物材料每日投加適量新鮮綠藻濃縮液至培養液淡綠，培養溫度推薦在20 25°C，每周換水2 7次，每次換掉1/2的水，光照周期10 16小時，培養密度控制在10 250只/L即可，在每一誘導階段，分別加入各階段對應的誘導物，所加濃度按從低濃度以等對數間距增加直至達到前述規定的最大濃度時，當在最大誘導物濃度下，生物材料連續3代的7天死亡率不超過20%時，結束該誘導物的誘導階段，轉入下一個誘導物的新一輪誘導階段，在新的誘導階段，仍然維持上一誘導物的最高濃度，同時按上一誘導物的添加方法逐漸將新誘導物的濃度每隔一代提高一個等間距對數濃度，直到所有誘導階段全部結束時，所得生物材料即可以適應較高NP離子濃度，較低溶氧及較高重金屬濃度的溶液中的環境，將用該方法選擇得到的生物材料在實際富營養化水體中培養時，觀察其生物學特性及生態學特性，其表現結果較好。需要指出的是，在用重金屬誘導時，米用的順序為Zn-Cu-CM或Cu_Zn-(M。 本專利技術對生物修復材料的篩選方法具有誘導和篩選效率較高，篩選出的生物材料對富營養化下的水體條件的耐性好，后代性狀穩定等特點，所獲得的的材料與天然材料之間在對較富營養化水體條件及適量重金屬與低氧等的耐性方面有著極顯著的差異，尤其適合富營養化水體導致同營養級敏感生物消失時作該生物鏈的替補或修復者。試驗證明用本方法誘導篩選的生態修復生物材料對富營養化水體有較強的修復功能，修復效果較好，水中的生物多樣性提高，水體水質大大改善，修復后的水體能在較長時間內保持穩定。氮磷是綠藻生長繁殖過程中需要量最大的必需營養元素，根據植物細胞吸收礦質養分的酶動力學原理及實際觀察表明，當水中的氮磷濃度超過三類水質的標準時，藻類就可以吸收氮磷元素并大量生長，使水體中的氮磷物質消耗而低于三類水質的標準。藻類的生長為水潘的生長和繁殖提供了豐富的食物和氧氣，而水潘的大量繁殖，又為魚類或畜禽動物提供了優質的高蛋白飼料。因此，用本方法篩選出的生物材料治理富營養化水體將會產生重大的生態效益、社會效益和經濟效益。權利要求1.，其特征在于，利用重金屬逐步誘導，金屬硫蛋白的表達，并在低氧濃度和PEG滲透劑選擇下，經過多代選育與純培養，獲得了對重金屬及農藥有相當耐性，耐低氧，耐較高濃度NP且繁殖率高，生長速度快與捕食量大的、專用于富營養化水體生物修復材料，其用于富營養化水體后可對水體中的藻類、細菌及有機懸浮物進行快速有效的去除，從而起到凈化水體的作用，將經過篩選和訓練的水生浮游動物作為下浮生物放養于富營養化水體中，讓其在I 5周的短時間內迅速增殖，新生的下浮生物大量取食并消耗水體中的藻類、細菌及有機懸浮物，使水質得到凈化。當修復生物達到一定數量時，放養一定數量調控生物進行自動調控或人工定期取出。對于尚未發生富營養化現象但NP含量較高的水體，可先加入引發生物進行引發，然后再加入修復生物。2.根據權利要求I所述的生物修復材料篩選方法，其特征在于所說的修復生物材料優先選取適應性好、繁殖量高及捕食能力強的枝角類。、3.根據權利要求I所述的生物修復材料篩選方法，其特征在于，所用篩選組分的搭配及誘導順序為金屬硫蛋白誘發物-滲透劑誘發物-低氧訓化，其誘導濃度分別為0. 0 2mg/L 0 100mg/L 2 6mg/L ;各階段誘導時間分別為I 10 I 10 I 10。誘導程序為每一個誘導階段所用誘導組分均包含上一階段的誘導組分。在用重金屬誘導時，米用的順序為Zn-Cu-Cd或Cu-Zn-Cd。4.根據權利要求I所述的生物修復材料篩選方法，其特征在于所說的引發生物優先選取對Cu、Zn、Cd三種重金屬水溶性二價鹽。5.根據權利要求I所述的生物修復材料篩選方法，其特征在于所說的滲透劑優先選聚乙二醇PEG6000。6.根據權利要求I所述的生物修復材本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種富營養化水體生態修復生物材料的篩選方法，其特征在于，利用重金屬逐步誘導，金屬硫蛋白的表達，并在低氧濃度和PEG滲透劑選擇下，經過多代選育與純培養，獲得了對重金屬及農藥有相當耐性，耐低氧，耐較高濃度NP且繁殖率高，生長速度快與捕食量大的、專用于富營養化水體生物修復材料，其用于富營養化水體后可對水體中的藻類、細菌及有機懸浮物進行快速有效的去除，從而起到凈化水體的作用，將經過篩選和訓練的水生浮游動物作為下浮生物放養于富營養化水體中，讓其在1～5周的短時間內迅速增殖，新生的下浮生物大量取食并消耗水體中的藻類、細菌及有機懸浮物，使水質得到凈化。當修復生物達到一定數量時，放養一定數量調控生物進行自動調控或人工定期取出。對于尚未發生富營養化現象但NP含量較高的水體，可先加入引發生物進行引發，然后再加入修復生物。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳永貴，洪冉，吳宇，
申請(專利權)人：吳永貴，
類型：發明
國別省市：