小球藻净化污水中氮磷能力的研究

在小球藻液中分别添加不同浓度的N、P溶液,研究小球藻净化氮、磷的能力。实验结果表明,氮磷组合浓度不同时对小球藻吸收氮、磷有一定影响;在最佳pH为8.0-8.5的条件下,吸收率可达80％左右;升高温度或加强光照有利于小球藻对磷、氮的吸收。小球藻对氮、磷的吸附随着培养时间的延长而逐渐升高。     

普通小球藻对养殖污水脱氮除磷的效果研究

随着我国养殖业的不断发展,养殖污水排放量的日益增加,养殖污水的高氮、磷含量导致水体富营养化问题日趋严重。小球藻是光能自养生物,能有效同化氮、磷,使污水中的氮、磷减少。本研究通过在实验室模拟不同氮、磷含量的养殖污水环境,分析小球藻对氮、磷的去除效果;在此基础上,用小球藻处理某养殖场污水;并联合膨润土与小球藻,探究两者脱氮除磷的协同作用能力及膨润土对小球藻细胞沉降的效果。结果表明,小球藻对模拟污水的氨氮去除率可达80%,对磷酸根的最高去除率接近100%;对养殖污水中的氮、磷也有一定的去除效果;但养殖污水成分复杂,小球藻的生长被抑制。膨润土与小球藻的结合,能够提高污水中的氮磷去除率并帮助藻细胞快速沉降,为污水处理后藻细胞的收集处理提供了有效方法。     

pH值对沼液培养的普通小球藻生长及油含量积累的影响

以50％的沼液为普通小球藻的全营养培养基,考察培养基的起始pH值对小球藻生长及油脂含量的影响,普通小球藻对不同初始pH的沼液中氮、磷的去除情况。设定了2组实验,一组只调节初始接种培养液的pH,分别为6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5;另一组将培养液pH分别固定在6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5,pH用稀HCl和NaOH进行调节。研究发现在pH 6.5和pH 7.0的偏酸环境有利于小球藻生长,而pH在7.0~8.5的偏碱性条件下有利于小球藻油脂的积累,因此综合小球藻生长和油脂积累2个因素,得到最适合小球藻生长和油脂积累的pH为7.0。培养结束后沼液中氮磷的去除率分别达到了95％和97％,沼液中的总氮由原来的134.91 mg/L降至4.86 mg/L,总磷由10.19 mg/L降到0.32 mg/L。     

氮磷浓度对藻-溞-草间相互作用的影响

为了解氮磷浓度对生物操纵效果的影响, 以小球藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和大型沉水植物的代表, 建立了它们之间相互作用的水生微宇宙模型。研究了在25℃、2000—3000 lx 的温度和光照下, 不同氮磷浓度对三者生长的影响。结果表明: 两者共培养时, 在高氮(10.5 mg/L)条件下, 磷浓度小于0.1 mg/L 对大型溞繁殖和金鱼藻的生长有利; 磷浓度介于0.1—2 mg/L 时小球藻呈大暴发趋势, 而金鱼藻的生长则明显受抑制。在低氮(0.5 mg/L)条件下, 磷浓度不大于0.5 mg/L, 大型溞对小球藻有较好的抑制作用, 金鱼藻与小球藻无显著互抑现象; 磷浓度增大为2 mg/L 时, 小球藻对金鱼藻生长产生明显抑制。在0.05—2 mg/L 的磷浓度范围及高氮和低氮条件下三者共培养时, 大型溞数量及金鱼藻生物量均不同程度的升高,且小球藻数量得到了有效抑制, 以磷浓度为0.1—0.5 mg/L 时效果最佳; N/P 比值对藻、溞、草间的相互作用有重要影响, 在藻-溞系统中, 大型沉水植物的加入可以大大提高控藻效果, 减小N/P 比值波动带来的不利影响。与低氮情况相比, 高氮条件对金鱼藻、大型溞及小球藻的增长均存在一定抑制作用。磷浓度为0.5 mg/L时的水体氮磷去除效果好于其他磷浓度梯度。       

塔玛亚历山大藻对氮和磷的吸收及其生长特性

参照塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)赤潮爆发时的物理条件,以f／2加富的人工海水为培养基,设定了不同的氮、磷水平,研究了在室内批量培养条件下,塔玛亚历山大藻对无机氮、磷的吸收和无机氮、磷对塔玛亚历山大藻细胞生长的影响．结果表明,3种氮浓度条件下,塔玛亚历山大藻的比生长速率几乎没有差异,但低氮(0．0882mmol·L-1)条件下,藻细胞的生物量最低;中氮(0．882mmol·L-1)条件下,藻细胞具有最大的生物量,分别比高氮(2．646mmol·L-1)和低氮下增加44．7％和53．6％．随着培养基中磷浓度的升高,藻细胞生物量也升高,在高磷(0．108mmol·L-1)条件下达到最大值17200cell·ml-1,但在中磷(0．036mmol.L-1)条件下藻细胞具有最大的比生长速率．藻细胞对氮、磷的吸收速率与生长状态有密切关系,氮、磷限制条件下生长的藻细胞对氮、磷有快速的吸收．研究显示,低的N／P比有利于塔玛亚历山大藻的生长分裂,对数生长后期适当补氮则有利于其生物量的积累．     

镉对固定化小球藻除磷效果的影响

采用人工配制污水进行静态模拟实验,研究了镉对被海藻酸钙凝胶包埋固定的小球藻去除磷能力的影响.结果表明:在各光照及pH条件下,镉对固定化小球藻吸收磷的效果随着实验时间的推移而变化,在实验的第一天时影响最大;总体而言,镉抑制了固定化小球藻的除磷能力,但在某些条件下镉反而提高了藻对磷的吸收;固定化处理减弱了镉对小球藻除磷能力的影响.具体的光照、pH值与镉的影响效果的关系尚待进一步探讨.     

氮、磷对缺刻缘绿藻生长、总脂及花生四烯酸积累的影响

本文以缺刻缘绿藻(Parietochloris incisa)为实验材料,研究了其在四种不同氮、磷浓度下的生长、总脂(TL)及花生四烯酸(AA)含量的变化,分析测定了低氮和低磷浓度下脂肪酸的组成。结果表明:在BG-11培养基基础上,氮浓度的改变对缺刻缘绿藻的生物量影响不明显,不同氮浓度下的最终生物量均在2.1 g.L-1左右。在低氮浓度下TL和AA达到最大,分别为33.37%(%干重)和36.63%(%总脂肪酸,TFA),其中AA占藻体干重的11.56%。不同磷浓度对缺刻缘绿藻的生长有显著影响,最终生物量在0.90～2.07 g.L-1之间。TL在8～20 mg.L-1的磷浓度范围内没有明显变化,为28%左右。TL与氮、磷浓度呈显著负相关关系,且低氮有利于AA的积累。     

磷胁迫对不同种源枫香生长及氮、磷吸收利用率的影响

基于枫香(Liquidambar formosana)作为先锋树种的生态价值及南方红壤缺磷的现状,采用裂区设计,以不同磷水平模拟磷胁迫砂培处理枫香三叶期幼苗,研究7个种源枫香对磷水平的响应差异.结果表明：不同种源枫香间耐磷胁迫差异显著.随磷胁迫的加剧,各种源的生物量和氮、磷吸收量减少,而利用率增加.高磷处理条件下,南昌和宜兴种源枫香生物量和氮、磷吸收量较高,利用率较低,南丹种源枫香的氮、磷利用率较高,吸收量较低;低磷处理时,南昌和南丹种源枫香的磷吸收量、利用率和生物量均较高.说明高磷时,枫香高生物量种源呈高效吸收;而低磷时,则呈高效吸收和高效利用的特点.南昌种源是优良的耐磷胁迫种源,南丹种源次之;磷不是枫香的限制性养分因子.叶片Δ（N/P）、磷效率和生物量可作为确定枫香耐磷胁迫的指标.     

营养盐因子对细基江蓠繁枝变种氮、磷吸收速率的影响

在实验室条件下,研究了营养盐因子对细基江蓠繁枝变种的氮、磷吸收速率的影响。分别进行了营养盐浓度与温度双因子试验,氮磷比与荧 浓度双因子试验肽不同化合态氮比例单因子试验。（1）氮、磷的吸收速率随营养盐浓度的升高而增大,氮的吸收速率在21℃,总氮浓度为100μmol/L时最大,达2.58μmol/(g.h);磷的吸收速率在31℃,总磷为6．3μmol/L时最大,达0.17μmol/(g.h),温度与营养盐浓度有显著的交互作用效应。（2）当氮浓度一定时,环境氮磷比对氮的吸收率无显著影响,但对磷的吸收速率有显著影响,藻中收的氮磷比随环境氮磷比的不同而变化,（3）对3种不同化合态氮的吸收速率与培养液中各种氮占总无机氮的比例呈正相关,当三比例相同时,对NH4^ -N、NO3^--N格NO2^-析吸收分别占总吸收氮的40．7％、28．5％和30．8％。     

虾池常见微藻种群温度、盐度和氮、磷含量生态位

就温度、盐度、氮磷含量设计试验,对4种虾池常见微藻种群新月菱形藻、啮蚀隐藻、微绿球藻、蛋白核小球藻的生态位进行研究.结果显示：啮蚀隐藻在温度和盐度资源上的生态位宽度值最大,分别达0.980和0.988,新月菱形藻在氮、磷含量资源上的生态位宽度值最大,达0.990,蛋白核小球藻在各资源的生态位宽度值均最小,平均只有0.926;啮蚀隐藻与蛋白核小球藻在温度和盐度资源上的生态位重叠值最小,分别为0.809和0.702,啮蚀隐藻与新月菱形藻在氮、磷含量资源上的生态位重叠值最小,只有0.829,蛋白核小球藻与微绿球藻在温度、盐度和氮、磷含量资源上的生态位重叠值均最大,分别为0.986、0.974和0.989.表明在养殖水环境调控过程中,啮蚀隐藻适宜与新月菱形藻、微绿球藻或蛋白核小球藻共同培育,而蛋白核小球藻和微绿球藻对资源的竞争性明显,不适合同时引入同一池塘进行培育.     

小球藻纯种室内模拟培养初探

实验以小球藻为藻种, 构建室内模拟培养装置, 在选定的一组优化的光照、温度和营养盐浓度条件下,采用间歇培养+连续培养的方式对其进行单种群培养, 模拟藻类生物量积累的过程。将培养期划分为5个阶段, 通过分析各阶段的光合荧光参数以及藻细胞内C、N、P含量, 初探生物量积累过程中藻生理参数的变化特征, 为研究水华的发生、维持和消退提供一定的参考。结果显示: 调整期, 藻生长不受生境光热、营养盐限制, 小球藻光合活性较强; 对数生长期, 藻类开始出现光抑制, 热耗散增加, 胞内N、P含量及N/P值较高; 对数生长期和稳定期, 藻同时受光抑制和营养盐抑制, N和P含量、N/P值均下降; 连续培养期, 营养盐限制得到缓解, 小球藻光合活性开始升高, 且藻细胞对N、P营养物吸收能力增强。监控藻类生物量积累过程中细胞内氮磷下降的拐点和细胞内元素比例变化可为预测水华的消退提供一定的参考依据。     

Adsorption of nitrogen and phosphorus by intact cells and cell wall polysaccharides of Microcystis

Microcystis blooms can move vertically and horizontally in natural water bodies, which often causes a rapid change of nutritional environment around Microcystis cells. To evaluate the capability of Microcystis capturing nitrogen (N) and phosphorus (P) when environmental nutrient levels change, we studied N and P adsorption of two different forms of Microcystis aeruginosa strains, a colonial strain XW01 and a unicellular strain PCC 7806, and a green alga Chlorella pyrenoidosa to different concentrations of nitrate, ammonium and phosphate in 30 min. The results showed that XW01 had much stronger adsorption capacity than PCC7806 and Chlorella. As main components of the cell wall, the polysaccharides of XW01 displayed different adsorption capacities in different N and P concentrations, their adsorption capabilities rose higher with the N or P concentration increase. Comparing with pH 7.0, XW01 could adsorb much more ammonia and phosphate in alkaline condition (pH 9.0), although the nitrate adsorption decreased a little.     

重要环境因子对小球藻去除污水中氮磷的影响

对小球藻去除污水中氮磷的性能进行了研究,考察了初始氮磷浓度、氮磷比、光照条件和pH等因素对其去除效率的影响。结果表明,在初始氮磷浓度分别在35 mg/L和7 mg/L以下时去除率接近100%;氮磷比为5∶1和10∶1,小球藻第4 d基本完全去除了污水中的氨态氮,而氮磷比对小球藻的除磷能力没有显著影响;在初始氨态氮或总磷浓度相同的条件下,光照条件(L/D为24 h∶0 h和12 h∶12 h)对氮磷去除效果的无明显差异性（P＞0.05）,而随着氮磷浓度的增加,连续光照条件逐渐展现出去除氮磷的优势;小球藻在pH 7～8范围内对氨态氮的去除率最佳,pH 5～7范围内,对总磷的去除率最佳。     

粗甘油优化污泥脱水液培养小球藻过程的研究

污泥脱水液为污泥压缩过程产生的污水,因其含有N、P等营养物,可用于微藻的培养。但污泥脱水液碳氮比低,可利用碳源有限,影响微藻生长。本研究考察外加不同浓度(1 g/L,2 g/L,4 g/L,6 g/L)生物柴油副产物-粗甘油对污泥脱水液培养小球藻过程的影响。结果表明:1 g/L、2 g/L粗甘油浓度能促进小球藻生长,藻生物量为1.29 g/L、1.45 g/L;2 g/L粗甘油浓度下氨氮、总氮去除率达99.32%和97.52%。粗甘油被分解后易使培养体系pH降至7以下,使总磷去除率比对照组略低。外加1 g/L、2 g/L粗甘油组的COD去除量分别为553.00 mg/L和405.00 mg/L。藻细胞元素和傅里叶红外光谱分析表明补加粗甘油后藻细胞中C元素和H元素相对含量均明显增加,C元素含量约为对照组的1.5倍;2 g/L粗甘油组的蛋白质与脂类物质含量均高于对照组。MPBR半连续培养小球藻过程中,HRT为5 d时藻生物量维持在1.99~2.21 g/L,大约为批次生物量的1.50倍;氨氮、总氮、总磷、COD的去除率分别在96.26%~99.20%、92.44%~94.04%、53.63%~58.58%、59.44%~65.57%。     

高产油小球藻的筛选及其油脂分析

小球藻广泛分布于各种生境,特别是淡水环境中,适应性强。其同化产物主要是淀粉,但在环境胁迫条件下可显著积累中性脂,其脂肪酸类型主要为C16和C18,适合作为生物柴油的原料。我们从中国部分地区水体中分离纯化到若干株小球藻,通过薄层层析比较分析了21株产油小球藻的油脂含量,筛选到一株三酰基甘油含量较高的藻株Chlorella sp.NMX37N。其适宜生长温区为15—35℃,在25℃时生长速率最快,比生长速率为0.53/d,生长的最适光强为250μmol photons/(m2.s)。批量培养实验显示,藻细胞的三酰基甘油含量随培养时间延长而增加,并在培养的稳定期达到最大值,此时培养液中氮基本被耗尽。在批量培养条件下培养Chlorella sp.NMX37N约40d,藻细胞中总脂含量可达到33%左右,与此相比通过两步培养方式,将培养至对数后期(约20d)的藻细胞缺氮处理48h后,得到的总脂产率相当。通过两步培养方式可以大大缩短培养时间,使得该藻细胞快速有效积累油脂。另外,气相色谱分析显示,该藻的总脂和三酰基甘油的脂肪酸均以C16∶0和C18∶2为主,占总脂肪酸的70%以上,且不含C20以上的长链脂肪酸,可以作为优质的生物柴油原料。     

不同培养基及组成对2种小球藻生长和油脂的影响

研究了4种培养基及组成对蛋白核小球藻F-9和普通小球藻HYS-2的生长、油脂积累和脂肪酸组成的影响。结果发现knop、Provasoli、f/2、MAV 4种培养基中,f/2培养基更有利于小球藻的快速生长,而MAV培养基更适合油脂积累。在f/2培养基中F-9和HYS-2相对生长速率分别为0.156和0.171,培养9 d细胞干重为0.188 g/L和0.195 g/L。而在MAV培养基中F-9油脂含量最高可达19.67%,HYS-2油脂含量最高为21.91%,脂肪酸最高分别占干重的5.11%和8.71%。N/P为16∶1时小球藻生长最快,培养9 d后F-9和HYS-2的相对生长速率分别为0.23和0.239,最终细胞干重分别为0.107 g/L和0.143 g/L。而F-9和HYS-2在N/P为1∶1条件下积累油脂和脂肪酸含量最高,总脂含量分别占干重的为20.40%和27.39%,总脂肪酸占藻粉干重的含量为12.52%和16.94%。     

Effects of SO2 and NO on growth of Chlorella sp. KR-1

Effects of the toxic compounds in flue gas, SOx and NOx, on growth of Chlorella sp. KR-1 have been determined. Although growth of KR-1 was suppressed by the toxic compounds, KR-1 exhibited excellent tolerances to SOx compared to other algal strains. When Chlorella KR-1 was cultured with the model gas containing 60 ppm SO2, the linear growth rate was 1.24 g/l day which is about 25% lower than that of the control culture aerated with the gas mixture containing no toxic compounds, SO2 and NO. KR-1 could grow even with the model gas containing 100 ppm SO2 and the linear growth rate of KR-1 in the culture was 0.78 g/l day. The period for lag phase was increased with increasing of SO2 concentration that also resulted in the decrease of the linear growth rate and the maximum cell concentration. Direct CO2 fixation by Chlorella KR-1 has been successfully done using actual flue gases from a liquified natural gas (LNG)- or diesel-fueled boiler. These results indicated that Chlorella KR-1 may be applied for direct CO2 fixation from actual flue gas.     

利用Chlorella vulgaris C9-JN2010去除蓝藻-猪粪沼液废水中氮磷的研究

利用普通小球藻Chlorella vugaris C9-JN2010处理蓝藻-猪粪沼液废水,以实现废水无害化利用。实验考察了氮磷比和沼液浓度对小球藻生长及处理废水效果的影响,结果表明:在氮磷比(20:1)和沼液浓度(5%)条件下培养小球藻,藻细胞生长和废水处理效果最佳,最高细胞干重及生产强度分别为900.1 mg·L~(-1)和85.1 mg·L~(-1)·d~(-1),废水中总氮、总磷、氨氮的去除率分别为84.6%、95.9%和90.5%,对应去除强度分别为5.43 mg·L~(-1)·d~(-1)、0.30 mg·L~(-1)·d~(-1)和4.75 mg·L~(-1)·d~(-1)。利用小球藻可较彻底的去除蓝藻-猪粪沼液废水中氮、磷等营养,达到污水处理效果。     

Microalgal biomass production and on-site bioremediation of carbon dioxide, nitrogen oxide and sulfur dioxide from flue gas using Chlorella sp. cultures

The growth and on-site bioremediation potential of an isolated thermal- and CO?-tolerant mutant strain, Chlorella sp. MTF-7, were investigated. The Chlorella sp. MTF-7 cultures were directly aerated with the flue gas generated from coke oven of a steel plant. The biomass concentration, growth rate and lipid content of Chlorella sp. MTF-7 cultured in an outdoor 50-L photobioreactor for 6 days was 2.87 g L?1 (with an initial culture biomass concentration of 0.75 g L?1), 0.52 g L?1 d?1 and 25.2%, respectively. By the operation with intermittent flue gas aeration in a double-set photobioreactor system, average efficiency of CO? removal from the flue gas could reach to 60%, and NO and SO? removal efficiency was maintained at approximately 70% and 50%, respectively. Our results demonstrate that flue gas from coke oven could be directly introduced into Chlorella sp. MTF-7 cultures to potentially produce algal biomass and efficiently capture CO?, NO and SO? from flue gas.