三种微藻对不同氮源去除率及CO2固定效率的研究

doi:10.19640/j.cnki.jtau.2023.05.007

天津农学院学报 ›› 2023, Vol. 30 ›› Issue (5): 34-39.doi: 10.19640/j.cnki.jtau.2023.05.007

三种微藻对不同氮源去除率及CO₂固定效率的研究

龙成凤, 张达娟^通信作者, 王泽斌, 张树林, 毕相东, 戴伟

天津农学院水产学院天津市水产生态及养殖重点实验室,天津 300392

收稿日期:2022-09-06 出版日期:2023-10-31 发布日期:2023-12-22
通讯作者: 张达娟（1981—）,女,高级实验师,博士,研究方向：养殖水环境调控与修复。E-mail：dajuanzhang@163.com。
作者简介:龙成凤（1991—）,女,硕士在读,研究方向为浮游植物分类及生理学研究。E-mail：1035840642@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目（32172978）; 中央引导地方（天津）科技发展专项（21ZYCGSN00500）; 天津市淡水养殖产业技术体系创新团队-养殖水环境调控岗位（ITTFRS2021000-009）; 天津市教委科研计划项目（2020ZD06,2021KJ110）; 天津市高等学校创新团队基金项目（TD13-5089）; 甘肃省科技计划项目民生科技专项（21CX6NP223）

Study on the removal rate of different nitrogen sources and CO₂ fixation efficiency of three microalgae

Long Chengfeng, Zhang Dajuan^{Corresponding Author}, Wang Zebin, Zhang Shulin, Bi Xiangdong, Dai Wei

Tianjin Key Laboratory of Aquatic Ecology and Aquaculture, College of fisheries, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China

Received:2022-09-06 Online:2023-10-31 Published:2023-12-22

摘要/Abstract

摘要： 水体污染和气候变暖是当今世界面临的重要环境问题,微藻同时具有净化水体及固定CO₂的能力,为探讨藻类对三种混合氮源的去除率及对CO₂的固定速率,本研究以斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）、绿球藻（Chlorococcum sphacosum GD）和普通小球藻（Chlorella vulgaris）为试验对象,接种于由尿素氮、硝态氮和铵态氮（质量浓度为247 mg/L）作为混合氮源的缺碳BG-11培养基中,在通入300 mL/min的空气提供碳源的条件下研究微藻对不同氮源的去除率及CO₂的固定效率。结果表明,在混合氮源中,三种微藻对氮源的利用存在差异,铵态氮的吸收利用均受到抑制。斜生栅藻对尿素氮、硝态氮、铵态氮的去除率分别92.90%、79.28%、22.86%,对尿素氮的利用率最高;绿球藻分别为78.00%、80.10%和39.45%,普通小球藻分别为62.00%、81.04%、34.66%,绿球藻和普通小球藻均以对硝态氮的利用率最高。斜生栅藻、绿球藻和普通小球藻CO₂最大固定效率分别为0.125、0.142、和0.217 g/（L·d）,平均固碳速率分别为0.067、0.097和0.115 g/（L·d）,三种微藻固碳效率有所差异,普通小球藻固碳效率最高,其次为绿球藻,斜生栅藻最低。

关键词: 微藻, 尿素氮, 硝态氮, 铵态氮, 去除率, CO₂固定效率

Abstract: Water pollution and climate warming are important environmental problems facing the world today. Microalgae have the ability to purify water and fix CO₂ at the same time. In order to explore the removal rate of three mixed nitrogen sources and the fixed rate of CO₂ by algae, this study took Scenedesmus obliquus, Chlorococcum sphacosum GD and Chlorella vulgaris as experimental objects. Microalgae were inoculated in BG-11 medium with urea nitrogen, nitrate nitrogen and ammonium nitrogen （mass concentration 247 mg/L） as mixed nitrogen sources, and the removal rate of different nitrogen sources and the fixation efficiency of CO₂ were studied under the condition of 300 mL /min air supply carbon source. The results showed that there were differences in the utilization of nitrogen sources among the three microalgae, and the absorption and utilization of ammonium nitrogen were inhibited. Urea nitrogen, nitrate nitrogen, ammonium nitrogen removal rate of Scenedesmus obliquus were 92.90%, 79.28% and 22.86% respectively, and utilization of urea nitrogen was the highest. The nitrate utilization rates of Chlorococcum sphacosum GD were 78%, 80.10% and 39.45%, respectively, and those of Chlorella vulgaris were 62.00%, 81.04% and 34.66%, respectively. The maximum CO₂ fixation efficiency were 0.125, 0.142, and 0.217 g/（L·d）, respectively. The average carbon fixation rate were 0.067, 0.097, and 0.115 g/（L·d）, respectively. The carbon fixation efficiency of the Chlorella vulgaris was the highest, followed by the Chlorococcum sphacosum GD, and that of Scenedesmus obliquus was the lowest.

Key words: microalgae, urea nitrogen, nitrate nitrogen, ammonium nitrogen, removal rate, CO₂ fixation efficiency

中图分类号:

X714

龙成凤, 张达娟, 王泽斌, 张树林, 毕相东, 戴伟. 三种微藻对不同氮源去除率及CO₂固定效率的研究[J]. 天津农学院学报, 2023, 30(5): 34-39.

Long Chengfeng, Zhang Dajuan, Wang Zebin, Zhang Shulin, Bi Xiangdong, Dai Wei. Study on the removal rate of different nitrogen sources and CO₂ fixation efficiency of three microalgae[J]. Journal of Tianjin Agricultural University, 2023, 30(5): 34-39.

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参考文献

[1] 桂明辉,田恒水,朱云峰,等. 二氧化碳减排和绿色化利用过程与装备技术[C]//中国科协. 第十届中国科协年会第18分会二氧化碳减排和绿色化利用与发展研讨会论文集. 北京:中国科协,2008:304-316.
[2] 巢清尘. 全球气候治理的学理依据与中国面临的挑战和机遇[J]. 阅江学刊,2020,12(1):33-43,120-121.
[3] 高树婷,张慧琴,杨礼荣,等. 我国温室气体排放量估测初探[J]. 环境科学研究,1994(6):56-59.
[4] 杜勇,杜雨润,朱绍萍,等. 微藻在环境修复中的研究进展[J]. 环境科学与技术,2014,37(S2):316-320.
[5] 高政权,孟春晓. 微藻与水环境修复[J]. 环境科学与技术,2008(3):30-34.
[6] 王爱丽,宋志慧. 固定化铜绿微囊藻对污水的净化及其生理特征变化[J]. 青岛科技大学学报(自然科学版),2005(5):26-29,37.
[7] 慧敏. 钝顶螺旋藻培养及其对富营养化水体中氮磷的去除[D]. 呼和浩特:内蒙古大学,2013.
[8] 黄翔鹄,李长玲,郑莲,等. 固定化微藻对改善养殖水质和增强对虾抗病力的研究[J]. 海洋通报,2005(2):57-62.
[9] 唐皓. 固定化微藻去除污水中氮磷的研究[D]. 南京:南京农业大学,2016.
[10] 李超,惠晓梅,潘子鹤,等. 四尾栅藻和蛋白核小球藻对模拟生活污水的处理性能研究[J]. 太原理工大学学报,2021,52(6):880-886.
[11] 李兴涵,钟朝霞,方虹,等. 微藻对天然橡胶加工废水的处理效果[J]. 热带生物学报,2020,11(3):347-352.
[12] WANG B,LI Y,WU N,et al.CO2 bio-mitigation using microalgae[J]. Appl Microbiol Biotechnol,2008,79:707-718.
[13] WERNER S,JAMES J.Morgan. Aquatic chemistry:an introduction emphasizing chemical equilibriain natural waters[M]. John Wiley and Sons,1981.
[14] 赵云,陈家城,沈英,等. 利用微藻同步实现CO₂生物固定与养殖废水脱氮除磷[J]. 环境工程学报,2014,8(9):3553-3558.
[15] 杨枭,张志忍,汪铁林,等. 微重力条件对小球藻固碳能力与油脂积累的影响[J]. 可再生能源,2020,38(6):725-731.
[16] 国家环境保护局. 海洋监测规范-第四部分海水分析硝酸盐:B17278.4-2007[S]. 北京:国家环境保护局,2007:3.
[17] 国家环境保护局. 水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法:HJ535-2009[S]. 北京:中国环境科学出版社, 2010:1.
[18] 国家质量技术监督局. 游泳水中尿素测定方法:GB/T 18204.29—2000[S]. 北京:国家质量技术监督局, 2000:2.
[19] MOUSAVI S,NAJAFPOUR G D,MOHAMMADI M,et al.Cultivation of newly isolated microalgae Coelastrum sp. in wastewater for simultaneous CO₂ fixation,lipid production and wastewater treatment[J]. Bioprocess and Biosystems Engineering,2018,41(4):519-530.
[20] KONG W W,SHEN B X,LYU H H,et al.Review on carbon dioxide fixation coupled with nutrients removal from wastewater by microalgae[J]. Journal of Cleaner Production,2021,292:125975.
[21] 解绶启,刘家寿,李钟杰. 淡水水体渔业碳移出之估算[J]. 渔业科学进展,2013,34(1):82-89.
[22] 龙菲平,迟庆雷. 微藻生物固碳技术研究和应用情况[J]. 智能建筑与智慧城市,2022(4):126-129.
[23] 刘明升,魏群,蔡元妃,等. 六种微藻固定CO₂实验研究[J]. 广西大学学报(自然科学版),2012,37(3):544-548.
[24] 卫晴,郑凌凌,卢哲,等. 两株绿藻响应CO₂浓度变化的生长和生理特性的研究[J]. 水生生物学报,2018,42(1):182-189.
[25] ZOU J Z,LI F D,HUANG C J.Nutrition mechanisms of harmful algae[M]. Beijing:Science Press,2003:80.
[26] 许海,陈丹,陈洁,等. 氮磷形态与浓度对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响[J]. 中国环境科学,2019,39(6):2560-2567.
[27] 王顺昌,王陶,赵世光,等. 不同氮源对蛋白核小球藻生长、色素和中性脂肪积累的影响[J]. 激光生物学报,2008(2):197-201.
[28] 胡章喜,安民,段舜山,等. 不同氮源对布朗葡萄藻生长、总脂和总烃含量的影响[J]. 生态学报,2009,29(6):3288-3294.
[29] 马红芳,庄黎宁. 水产养殖废水中1株高营养价值栅藻的生长及氮磷去除特性的研究[J]. 贵州大学学报(自然科学版),2017,34(4):119-125.
[30] 杨坤,李静,赵秀侠,等. 栅藻和小球藻在4种养殖废水中的生长及净化效果对比研究[J]. 环境工程学报,2017,11(7):4411-4418.

三种微藻对不同氮源去除率及CO₂固定效率的研究

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