[发明专利]包含水溶性游离胺壳聚糖作为活性成分的抗藻华组合物和使用该组合物消除藻华的方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗绿藻组合物和使用该组合物消除绿藻的方法，所述抗绿藻组合物包含水溶性游离胺壳聚糖(free amine chitosan)作为活性成分，所述游离胺壳聚糖对于形成水华的藻类具有抗藻活性。

背景技术

水华是水流缓慢的富营养化湖泊或河流的水面中的浮游藻类(浮游植物)大量繁殖和聚集的结果，水的颜色转变成显著的绿色。在五月至十月之间观察到的此类有害的水华造成的环境损失达到数千亿韩元，是显著的环境灾难。在水坑或水流非常缓慢的地方，例如在固化坝、水库、湖泊、高尔夫球场水障、池塘、淡水养鱼场和渔场等中，当连续至少3天的顶部水温为至少23℃时，容易发生水华。在韩国发现的大多数绿藻属于蓝绿藻，且已鉴定的藻种类为至少167种藻类。

一旦水华发生，藻类以算术级数生长，从而使水中的大部分氧气被藻类消耗，当变得更糟时，导致富营养化(缺氧)并伴随难闻的气味。水中的鱼类遭受缺氧，且由于藻类附着在鳃上而呼吸困难。因此，鱼类浮在水面上，并且不能适应水温的急剧变化，从而导致死亡。最近，在夏季时经常在Nakdong河和Daecheong水库中观察到蓝绿色藻的大量繁殖，同时水颜色发生变化。

一旦水华发生，水系统在用作饮用水或工业用途方面受到限制。因此，这不仅是成本的巨大浪费，而且是在其它地方例如社会、经济以及环境中引起其它问题的显著的生态问题。海外的韩国企业经受来自水华的直接或间接的损害，且案例逐年增长。Azzurri、Argentina的情况就是实例。确切地说，在Argentina的水处理厂中，该公司遭到起诉要求赔偿由水华造成的损害总计5.5亿美元(由于2007年7月的水华，在中国太湖区域的两个韩国公司遭到关闭)。

形成水华的藻类的生长引起的另一问题是由它们产生的称为微囊藻素的有毒环肽，该有毒环肽可能会导致在绿藻繁殖的湖泊或池塘中游泳或饮用来自其中的水的人发生疾病。传统的藻类控制方法旨在破坏藻类，该方法最终反而加速水华密集发生的地方中的微囊藻素的分泌。微囊藻素的大量分泌不仅对水生生物体的生长有害，而且也对人类有害。

水华的发展不仅是淡水、而且还是海滨中的显著的环境问题。海洋中的水华通过海滨线处的异常增殖的浒苔的沉积而发展。海洋中的水华在世界各地均有报道，例如众所周知的关于美国的Chesapeake湾、法国的Bretagne和中国的Chentao的案例。在日本，自1990年以来在东京湾、濑户内海和九州的许多海滨地区已报告了海洋水华。海洋中的水华造成海滨风景的劣化、海藻腐烂带来的难闻气味、鱼类和贝类(包括蛤仔)的灭绝。因此，日本地方政府通过每年投入数十万日元尝试消除和清除绿藻。然而，仍然没有有效的控制方法以消除沿海地区每年生长的绿藻。

已寻求减小由绿藻造成的损失的解决方案或对策。然而，目前建立的传统方法或对策可能在第2生态系统或第3生态系统中引发问题，此外需要花费长的时间以奏效。下面是消除绿藻的传统方法的实例。

首先，消除淡水中的绿藻的最传统的方法之一是播撒黄土(红色粘土)。黄土是具有高比重的矿物质，以便使粒子的电双层显著聚合且易于沉降，由此能够使绿藻凝结并向下沉降至淡水或海水。该方法在韩国广泛应用，以预防和消除绿藻。然而。该方法能够引起二次环境污染，使得该方法并未在其它国家广泛应用。即，当喷洒黄土时，该处的水固化或水流缓慢，微小的黄土颗粒沉降并毁灭其它水生生物。另外，根据最近的报道，沉降的藻类甚至在休眠期后能够再次生长，可能导致二次损害。

其次，绿藻的物理控制方法是疏浚或更换沉积层以防止绿藻。当聚集在陆地或养鱼场的沉积层中的所有废弃物和污染物分解时，它们消耗溶解氧并产生引起水华的多种有毒物质。因此，如上所述，该方法是疏浚或更换沉积层。然而，在实际上经常观察到绿藻的大的湖泊或巨大的坝中，这种方法并不那么有效。

控制绿藻的另一方法是构建人工岛或安装遮光网。然而，该方法在宽阔区域中也不是那么有效(非专利文献1)。能够提供氧气的深曝气系统是可用的，但只在约5m深的浅水中有效(非专利文献2)。此外，目前市场上有最近开发的通过使用超声波来破坏有害藻类的膜的设备(专利文献1)。然而，该设备也有缺点，即超声波强度可能影响到其它水生生物。此类物理方法为了控制绿藻而花费较多，说明其可用性是非常受限的。

考虑到传统方法的上述缺点，本发明人尝试对形成水华的藻类使用壳聚糖，所述壳聚糖对人类和生态系统而言环境友好且无毒。作为结果，本发明人证实了所处理的壳聚糖对此类形成水华的藻类显示出抗藻效果，但对水生生物而言无毒，从而完成本发明。

现有技术文献