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为解决水产养殖废水污染问题，研究人员开展了利用本地分离的红球藻（Chlorococcum sp.）处理罗非鱼养殖废水并生产生物质的研究。结果显示，红球藻对总氮（TN）、总磷（TP）和化学需氧量（COD）去除效率高，还能产生生物质。该研究为可持续水产养殖提供新方案。
随着全球人口增长，传统捕鱼产量受限，水产养殖变得愈发重要。它涵盖多种生物，在经济发展中发挥着关键作用，尤其在发展中国家创造了大量就业机会，亚洲国家更是在水产养殖产量上占据主导地位。然而，水产养殖的快速发展也带来了一系列环境问题。其排放的富含营养物质、悬浮物、化学物质和药物的废水，不仅造成土地沉降、红树林破坏，还引发了严重的水污染。而且，密集型鱼类养殖产生的污染尤为突出，鱼饲料高蛋白，产生的废弃物远超人类代谢，其中铵作为蛋白质代谢的副产物，成为水产养殖废水中的主要污染物。当前处理水产养殖废水的方法依赖昂贵的细菌系统，将铵转化为硝酸盐后，再通过有氧或厌氧处理去除硝酸盐，不仅成本高昂，过程还十分复杂，这使得开发更高效、经济的废水处理方案迫在眉睫。
在这样的背景下，藻类基处理系统脱颖而出，成为颇具前景的替代方案。它不仅能一步处理废水，还能生产可用于生物燃料、动物饲料等领域的生物质。微藻凭借高效去除废水中营养物质并产生有价值生物质的能力，备受关注。但目前微藻生物燃料生产面临成本过高的问题，主要源于生产过程未优化和规模小，同时工业营养物质使用占生产成本的 10%，因此合理利用营养物质和水资源对降低成本、保护环境至关重要。
此次，来自文莱达鲁萨兰国相关机构的研究人员，选择本地分离的野生红球藻菌株开展研究，评估其处理水产养殖废水的能力，以及对罗非鱼养殖过程中鱼的存活率和饲料转化率（FCR）的影响。该研究成果发表在《Cleaner and Circular Bioeconomy》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：以当地鱼场的红罗非鱼（Oreochromis sp.）幼鱼和当地市场的饲料进行养殖实验；从淡水池塘收集红球藻作为接种物；使用平板光生物反应器（PBR）培养红球藻；运用多种仪器和试剂盒对水质参数、营养物质含量、微藻生长指标等进行测定 。
研究结果
- 鱼养殖参数
- 养殖参数评估：在 92 天的罗非鱼养殖期间，水质参数变化显著。pH、浊度和颜色随时间逐渐上升，溶解氧（DO）则呈下降趋势。这主要是由于鱼的代谢和废物积累，氨的积累使 pH 升高，微生物分解有机废物增加了对氧气的需求，导致 DO 下降。养殖初期，颜色、浊度和 pH 明显变化，DO 下降，在第 11 天因过滤器清理出现水质参数异常。当电导率达到 500 μS/cm 时，进行换水，后续换水间隔逐渐缩短，反映出鱼代谢活动增强和生长加快。
- 水产养殖废水参数：养殖废水中，电导率、总溶解固体（TDS）、总氮（TN）、总磷（TP）、磷酸盐（PO?3?）和化学需氧量（COD）在养殖初期逐渐上升，这与鱼的代谢活动密切相关。达到电导率阈值换水后，这些参数虽暂时恢复，但因生物活动和营养循环又再次升高。多次换水后，这些参数在最后一个换水周期趋于稳定，表明养殖系统达到了相对平衡状态。期间，参数的波动与养殖系统维护活动有关，但整体趋势符合水产养殖废水的动态变化。
- 鱼在水产养殖中的性能：罗非鱼的饲料转化率（FCR）和存活率在养殖过程中有所变化。初期 FCR 稳定，之后因饲料摄入增加和废物积累而升高，在 30 - 40 天达到峰值，随后因代谢适应、合理喂养策略和稳定水质而下降，最终处于正常范围。存活率前期保持 100%，随着生物量密度增加和资源竞争加剧，从第 19 天开始下降。
- 水产养殖废水修复：红球藻对水产养殖废水中的 TN、TP 和 COD 去除效果显著。在培养过程中，COD 逐渐下降，最终去除率在两批次实验中分别达到 83.58% 和 86.59%；TN 去除率分别为 98.7% 和 98.88%；TP 去除率分别为 98.7% 和 98.94%。这表明微藻在修复水产养殖废水、降低营养物质浓度和改善水质方面具有巨大潜力。
- 电导率和总溶解固体（TDSs）：随着红球藻的培养，废水中的电导率和 TDS 明显下降。两批次实验中，电导率最终分别下降 87.30% 和 88.64%，TDS 分别下降 86.1% 和 88.6%，这意味着红球藻在吸收营养物质和去除污染物方面发挥了重要作用。
- 微藻生长：红球藻的生长经历了适应期、指数增长期和线性增长期，之后进入稳定期并出现细胞死亡现象。在不同生长阶段，细胞数量、干重和光密度（OD）等指标呈现出相应的变化。实验数据详细展示了各阶段这些指标的具体数值，为深入了解红球藻的生长规律提供了依据。
- 生长参数评估：在红球藻培养过程中，DO 和 pH 发生显著变化。DO 随着微藻细胞数量增加和光合作用进行而上升，当进入细胞死亡阶段时略有下降；pH 在培养初期因微藻光合作用消耗二氧化碳而升高，进入死亡阶段后，由于死亡细胞释放酸性物质，pH 可能下降。
研究结论和讨论
该研究成功证明了将红球藻培养与水产养殖相结合的可行性，实现了废水生物修复和生物质生产的双重目标。红球藻能够高效去除 TN、TP 和 COD，显著改善水质，同时产生有价值的生物质，为水产养殖提供了新的可持续发展途径。罗非鱼幼鱼在实验中表现出较高的存活率和可控的饲料转化率，表明这种综合养殖系统具有良好的应用前景。研究中观察到的水质参数变化，准确反映了鱼和微藻的代谢活动，为进一步优化养殖系统提供了关键信息。
此研究成果为解决水产养殖废水污染问题提供了经济且环保的解决方案。不过，目前研究仍处于实验室阶段，未来还需对关键培养参数进行优化，并扩大系统规模以实现工业化应用。这不仅有助于推动水产养殖行业的可持续发展，减少对环境的负面影响，还能为生物质生产开辟新的资源途径，具有重要的经济和环境意义。
