一种杀灭灾害生物沼蛤的微囊化饵料及其制备与使用方法与流程

1.本发明属于灾害生物沼蛤防治技术领域，涉及一种杀灭沼蛤的饵料，尤其涉及一种杀灭灾害生物沼蛤的微囊化饵料及其制备与使用方法。


背景技术：

2.沼蛤(limnopernafortunei)是一种贻贝，隶属于双壳纲、贻贝目、贻贝科、沼蛤属，俗称金贻贝或淡水壳菜，是一种具有强烈致灾致害特性的淡水贝类。沼蛤原产于东南亚地区，现在已经成功的入侵到世界各地淡水水域。一旦入侵成功，沼蛤能够依靠其分泌的足丝结构牢固的黏附在水下基质表面，产生严重的生物污损。沼蛤的生物污损会迅速改变水生食物链结构，威胁水生生态系统的健康和稳定；同时，沼蛤生物污损也会导致水下设备腐蚀、管道阻塞、水体污染，给水利工程等国民经济重要行业带来巨大的经济损失。为避免生物污损影响和损失，制定科学高效的沼蛤防治策略已经成为全球水生态环境研究领域的一项重要科学任务。
3.目前，针对沼蛤生物污损问题，人们从物理学、化学和生物学角度出发研发了一些沼蛤清除和杀灭技术。然而，这些方法在使用过程中或多或少的会产生负面影响，在实际应用中尚存在一定的局限性。物理学方法主要利用人工进行清除，但该类方法需要停水处理，消耗大量人力物力，对设施表面也会造成严重的机械损伤，影响涉水工程的使用寿命；化学方法主要使用一些能够杀灭沼蛤的试剂如含氯试剂、氧化试剂等，虽然杀灭效果较好，但化学试剂成本较高，试剂的残留会造成水体二次污染，在一些特殊的水利工程如饮用水相关的设施中的使用受到很大程度的限制；人们也常使用抗污损涂层或防污材料，阻止沼蛤的附着和黏附，这些方法也存在化学污染等问题，更为重要的是，贝类暴露在不良环境中时，特别是暴露在有毒化学试剂中时，通常关闭其贝壳以躲避化学试剂对自身的毒害作用，从而使得化学杀灭方法的效率大大降低；生物学方法主要通过投放沼蛤的生物天敌，依靠捕食作用达到消灭或控制沼蛤的目的，常使用的方法是投放食肉性鱼类、甲壳动物等，但这种方法治理周期长，受到水体类型限制，效果不显著，同时投放的物种对水生生态系统健康也存在较大风险。由此可见，高效的、环境友好型的沼蛤杀灭或清除技术是解决沼蛤生物污损问题的前提和关键，开展相关技术研发是十分必要的。


技术实现要素：

4.为克服现有治理技术的不足，本发明基于贝类滤食性的生活特点，提供了一种能够高效杀灭沼蛤的微囊化饵料及其制备与使用方法。该饵料的使用对沼蛤的杀灭效率高、对水体无污染，是一种环境友好型的沼蛤杀灭制剂，特别适用于管道等封闭型水体。
5.本发明所提供的用于杀灭沼蛤的微囊化饵料，包括可食用的饵料包衣(壁材)以及包裹在其内部的沼蛤杀灭制剂(芯材)两个部分；
6.所述微囊化饵料的直径可为50-100μm，具体可为80μm；
7.所述微囊化饵料的壁材及芯材的质量比可为4：1-3：1，具体可为3:1；
8.所述可食用的饵料包衣(壁材)由如下原料制成：壳聚糖、海藻酸钙、硬脂酸镁、非离子表面活性剂、氢化植物油和蜂蜡，其中，壳聚糖、海藻酸钙、硬脂酸镁、非离子表面活性剂、氢化植物油和蜂蜡的质量比依次可为：1-2：1-3：0.5-1：2-4：0.5-1：0.5-1，具体可为1：1.5：0.5：2：0.5：0.5；
9.所述非离子表面活化剂具体可为脂肪酸聚氧乙烯酯。
10.所述芯材为氯化钾(kcl)和次氯酸钠(naclo)的混合物，其中，氯化钾(kcl)与次氯酸钠(naclo)的质量比可为1：1-2：1，具体可为2:1。
11.本发明还提供了上述用于杀灭沼蛤的微囊化饵料的制备方法，上述用于杀灭沼蛤的微囊化饵料通过喷雾干燥法制备得到。
12.本发明所提供的用于杀灭沼蛤的微囊化饵料的制备方法，包括如下步骤：
13.1)将壳聚糖、海藻酸钙、硬脂酸镁、非离子表面活性剂、氢化植物油、蜂蜡和水混合得到壁材混合溶液，添加芯材粉末原料，混匀，使芯材分散于壁材溶液中，形成预混原料；
14.2)将预混原料喷雾干燥，形成微囊化颗粒，即，微囊化饵料。
15.上述方法步骤1)中，所述芯材粉末原料为质量比1：1-2：1的氯化钾(kcl)与次氯酸钠(naclo)的混合物；
16.步骤2)中，所述喷雾干燥的操作为：将预混原料投入喷雾干燥机的原料口，在喷雾干燥机中被泵入雾化喷嘴，雾化的原料经干燥、冷却形成微囊化颗粒，
17.其中，喷雾干燥机设置参数为：进风口温度160-190℃、出风温度70-90℃、雾化转速25000-30000转/min；
18.上述方法还可进一步包括对形成的微囊化颗粒进行筛选的操作以控制颗粒直径在50-100μm之间。
19.上述微囊化饵料在灾害生物沼蛤防治中的应用也属于本发明的保护范围。
20.所述应用中，所述灾害生物沼蛤具体可为封闭型水体中的灾害生物沼蛤，所述封闭型水体可为管道水体。
21.本发明还提供上述利用上述微囊化饵料杀灭管道水体中沼蛤的方法。
22.本发明所提供的杀灭管道水体中沼蛤的方法，包括如下步骤：
23.1)控制管道水体流动，将水体流速降至0-20cm/s；
24.2)在管道的入水口处投加上述微囊化饵料，投加后保持水体流速不变，等待沼蛤过滤食用饵料；
25.3)6-12h后，恢复水流，冲洗出死亡的沼蛤，达到杀灭沼蛤的目的。
26.上述使用方法步骤2)中，饵料投加的终浓度可为2-4g/l。
27.本发明的有益效果在于，本发明提供了一种用于杀灭沼蛤的微囊化饵料及其制备与使用方法，利用沼蛤滤食性这一物种显著的生存特征，将能够影响沼蛤细胞生理活性的kcl试剂以及影响沼蛤足丝生成的naclo试剂包裹在微囊化饵料中，该微囊化饵料的壁材为可食用成分，形成可被沼蛤过滤食用、不被排斥的微囊化饵料；投喂处理后，沼蛤视微囊化颗粒为饵料，贝壳不会关闭，被滤食的饵料能够提高杀灭沼蛤的精确度和杀灭效率，抑制足丝的进一步生成；同时，剩余饵料中的化学试剂释放后对水体环境影响较小，kcl为水体中常规化学组分、naclo为水体常用消毒试剂，无二次污染；结合水流调控，能够高效的将封闭型水体中的沼蛤清除；与传统的沼蛤治理方法相比，本发明针对性强、效率高、污染小、操作
方便，具有较好的生态效益、社会效益和经济效益。
附图说明
28.图1为本发明中制备的微囊化饵料的结构示意图。
29.图2为本发明实施例2中微囊化饵料投喂后沼蛤死亡率的对比分析图。
具体实施方式
30.下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
31.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
32.实施例1、杀灭沼蛤的微囊化饵料制备
33.控制微囊化饵料壁材及芯材的质量比例范围为3：1。
34.控制微囊化饵料壁材原料为：质量比为1：1.5：0.5：2：0.5：0.5的壳聚糖、海藻酸钙、硬脂酸镁、非离子表面活性剂脂肪酸聚氧乙烯酯、氢化植物油和蜂蜡。
35.控制饵料包裹的芯材杀灭制剂为质量比2：1的氯化钾(kcl)和次氯酸钠(naclo)的混合物。
36.按上述比例制备微囊化饵料壁材溶液以及其包裹的芯材粉末原料，按3：1比例将二者混合均匀，芯材分散于壁材中，形成预混原料；
37.将预混原料添加至喷雾干燥机原料口，进而被喷雾干燥机泵入雾化喷嘴，雾化的原料经干燥、冷却形成微囊化颗粒，喷雾干燥机设置参数为：进风口温度190℃、出风温度80℃、雾化转速30000转/min；
38.将获得的微囊化饵料颗粒直径进行筛选，获得颗粒直径为80μm的饵料，制备得到的微囊化饵料结构如图1所示。
39.使用本发明方法制备的微囊化饵料呈规则的球形颗粒，如结构示意图1所示，饵料外部为壁材，内部包裹着芯材杀灭制剂，芯材形状不规则，直径在30-50μm之间。
40.实施例2
41.利用微囊化饵料杀灭沼蛤方法：
42.在野外疏水管道中进行，输水管道直径2.0m，为钢筋混凝土结构，测试长度20m，实验水体参数：温度22.0
±
1.0℃、ph 7.20
±
0.1，管道中沼蛤密度为1000-1500个/m2。
43.控制管道水体流动，输水管道中水流速小于10cm/s，投喂实施例1中制备的微囊化饵料，使饵料终浓度为2g/l，杀灭处理时间为8h，设置3个独立的测试作为3个生物学重复。
44.以未包裹杀灭芯材制剂的微囊化饵料作为投喂对照，该饵料只含有实施例1中所述的壁材成分(即，仅含有质量比1：1.5：0.5：2：0.5：0.5壳聚糖、海藻酸钙、硬脂酸镁、非离子表面活性剂脂肪酸聚氧乙烯酯、氢化植物油和蜂蜡，终浓度为2g/l)，设置为对照组1。
45.以小球藻粉作为常规饵料进行投喂，设置为对照组2；
46.以包裹杀灭芯材制剂(仅含有氯化钾)的微囊化饵料作为投喂对照，壁材成分同实施例1(壁材与芯材的质量比为3：1，终浓度为2g/l)，设置为对照组3；
47.以包裹杀灭芯材制剂(氯化钾与次氯酸钠质量比1:1)的微囊化饵料作为投喂对照，壁材成分同实施例1(壁材与芯材的质量比为3：1，终浓度为2g/l)，设置为对照组4；
48.杀灭处理结束后，统计处理组和对照组疏水管道中沼蛤的死亡率，死亡沼蛤判定标准：贝壳全部张开、软体部分刺激无反应，沼蛤死亡率对比分析如图2。
49.经本发明制备的微囊化饵料处理后，死亡的沼蛤与管道壁之间的黏附显著减弱或无黏附，加大水流速度后，死亡的沼蛤被清除出管道；由图2可知，使用本发明制备的微囊化饵料处理后沼蛤的死亡率平均达到65.53％，显著高于对照组1的5.46％、对照组2的3.21％、对照组3的33.19％和对照组4的49.88％，也说明起到沼蛤杀灭作用的主要成分为饵料中包裹的芯材杀灭制剂氯化钾(kcl)和次氯酸钠(naclo)，二者混合使用效果最佳。
50.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应该指出，对于本技术领域的相关研究和操作人员，在不脱离本发明基本原理的情况下，可以做出若干改进和调整，但这些改进和调整视为本发明的保护范围。