产烃葡萄藻在高温环境的生长特征研究[文献综述]

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1、毕业论文文献综述环境科学产烃葡萄藻在高温环境的生长特征研究0.引言生物柴油是一种已经得到证明的燃料，以其为可再生性的环保燃料能源而得到世界的广泛关注。利用微藻生产生物柴油具有光合效率高、不与农业争地的明显优势，而且可用天然培养基进行大量繁殖。自发现微藻具有高烃含量后，将微藻作为无污染可再生的替代能源生产者引起广泛重视，美、法、日、英、澳、苏、荷和南朝鲜等国都或早或晚开展了有关研究。近年来，利用微藻细胞固定CO2进行生物质能生产成为各国发展生物质能的研究热点。葡萄藻是一种分布广泛，所含烃类与汽油成

2、分相似、含油率高、平均热值高的产烃微藻。在所有产烃藻种中有关葡萄藻的相关研究最多，被认为最有可能成为固碳产能的工业藻种。本文将主要从培养基选择、环境因子影响、与污水处理结合等三方面，对目前关于培养葡萄藻生产生物质能的研究进行综述。1.培养基选择及培养条件1.1基础培养基的选择葡萄藻的品系不同对培养的需求也各不相同，因此基础培养基的选择很重要。目前葡萄藻的培养一般都采用改良的Chul3培养基，用此培养基气升式培养该藻，硝酸盐为限制因子；连续增加硝酸盐的起始浓度，导致该藻指数生长期延长，直到其它营养

3、物也成为限制因子。但葡萄藻能适应较广的培养基如Chu10、BG11等。1.2营养源的选择大多数光合自养型微藻一样，葡萄藻生长的主要营养源包括氮源、磷源、碳源以及其他一些营养元素。1.2.1氮源虽然氮饥饿有利于藻类油脂的积累，但藻体的生长需要氮源。有研究表明分别用NO3-N、NO2-N和NH4-N等3种氮源形式培养葡萄藻时，NO3-N最优，而NH4-N会对藻细胞造成不可逆的毒害作用。高浓度的硝酸盐对葡萄藻产烃会有所抑制，因此在保证藻体正常生物量积累的前提下进行适当的氮限制可以有效提高藻内油脂的积累

4、。1.2.2碳源一般葡萄藻培养的碳源都依靠CO2或碳酸盐(碳酸氢盐)供给。王军等以空气中的CO2作为碳源时，葡萄藻生长缓慢，延滞期为4天左右，第23天进人减速期，第30天进入稳定期，加入200mg/LNaHC03补充碳源时，生长有所加快；而当向培养液中通入1%CO2时，生长明显加快，到第15天就进入了稳定期，培养周期明显缩短。虽然葡萄藻是光合自养生长，但也能利用有机碳源，如C1～C6的化合物和二糖(乳糖，蔗糖)，并且倍增时间会由原来的至少1周缩短至最多2～3天。1.2.3磷源磷同样是一个重要营养

5、限制因子，适当高浓度的磷有利于烃类的积累。氮磷比例在葡萄藻生物量和烃类积累方面有着十分重要的影响。Casadevall等报道，在分批补料培养A品系葡萄藻时，当氮、磷比为1：4时有利于烃类产物的积累，当氮、磷比为1.0：0.5时既有利于生物量的积累也有利于烃类产物的积累。2.环境因子2.1pH通常情况下，pH值在酸性到中性范围内比在碱性范围内生长得要好，但pH值在6~9范围内，对生物量和烃含量影响均不大。接种前，培养基的pH值一般被调整到7.4~7.6之间，在活跃生长阶段，pH值会规律性地增加，随

6、后会稍微降低。pH值的增加是光合作用CO2的溶解造成的。指数生长阶段以及CO2分压高的培养基多会出现类似pH值变化。2.2温度葡萄藻的最适生长和烃类积累温度一般为25°C，高于此温度，生长速率迅速下降，其生长温度上限为28~30°C。Kalacheva等研究了18、25和32°C条件下葡萄藻脂类的组成情况，发现在32°C条件下，除了乙酰甘油外，几乎胞内所有的脂类合成都受到了明显抑制。温度对脂肪酸的合成也有一定影响，在32°C时，烯醇脂肪酸的含量明显低于25°C时的。”2.3光照当光强低于30w/

7、m2(约750lux)时，China.1号葡萄藻的生长就会受限制，而当光强高于100w/m2(2500lux)时，就会产生光抑制现象。Kojimaetal等(1999)报道，在前期经过高光强处理的布朗葡萄藻，在光强(10kfux)的光生物反应器中培养，能够获得较高的生物量和较高的碳氢化合物浓度(占干重的50%)，说明了布朗葡萄藻在10klux的光强下生长状况较好。布朗葡萄藻可以在更强的光照下活跃地进行光合作用，当光强超过1600μmol/m2/s时，才发生光抑制现象。2.4其他盐类酸性亚硫酸盐浓

8、度为0~1mmol/L时，对葡萄藻生长没有不良影响，这些酸性亚硫酸盐被氧化为硫酸盐并作为硫源被藻体利用，藻体生长速度与以硫酸盐为硫源的对照组基本相同；当酸性亚硫酸盐浓度高于1rmol/L时，会对藻体产生毒害作用，2.0mol/L时，表现出明显的抑制作用，藻体24h内变白，说明对叶绿素有毒害作用，但这些条件下代谢积累的烃类，其结构没有显著差别。3.与污水治理的结合葡萄藻能利用水体中多种无机氮和有机氮化合物作为氮源，利用CO2和碳酸盐作为碳源，进行光能自养生长。被藻细胞吸收的硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐可