探索甘油和低成本农业肥料对微藻生物质生产及废水处理的增强效应

推荐 为解决微藻培养成本高及废水处理效率低的问题，研究人员以Chlorella sp. BRE4为对象，开展在低成本培养基中添加甘油及不同营养源对微藻生长影响的研究。结果表明该模式可提高生物质产量、脂质产率并有效去除氮磷，对废水处理和生物经济意义重大。

　　

论文解读
微藻作为可生产高附加值生物产品的潜在原料，若能实现经济可行的生产并保证环境可持续性，将具有巨大价值。然而，传统微藻培养方式面临成本高、需大量淡水及营养物质等问题。同时，废水排放含有氮、磷等营养物质，直接排放会导致水体富营养化。因此，如何利用废水培养微藻，在降低培养成本的同时实现废水处理和生物产品生产，成为亟待解决的问题。

来自国内的研究人员针对这些问题，开展了相关研究。他们选用当地分离的微藻Chlorella sp. BRE4，评估其在添加NPK肥料和有机碳源的废水中的生物质生长和营养物质去除效率。研究设置了不同营养源添加组，包括尿素、过磷酸钙和氯化钾，并在光生物反应器中以不同营养模式培养微藻，同时添加甘油优化培养基。

研究发现，在不同氮源添加组中，尿素（0.75 g/L）、过磷酸钙（0.75 g/L）和氯化钾（0.1 g/L）分别使微藻达到最大生物质产量2.91 g/L、2.95 g/L和2.83 g/L。在光生物反应器中，添加甘油并采用混合营养模式且通入二氧化碳（PBR4 - MC）时，微藻达到最大生物质产量3.16 g/L，分别是异养简单空气通气（PBR1 - HA）、异养通入二氧化碳（PBR2 - HC）和混合营养简单空气通气（PBR3 - MA）的4.93、2.53和1.03倍。在PBR4 - MC中，脂质和碳水化合物生产力分别达到106.5 mg/L·d和94.8 mg/L·d，分别是异养条件下的2.8和7.8倍。此外，Chlorella sp. BRE4在添加甘油的低成本培养基中生长10天，可去除92.9%的总氮和94.1%的总磷。

研究结果表明，将低成本农业肥料和甘油等工业副产品添加到废水中，可有效增强微藻生物质和脂质生产，实现废物资源化利用，支持循环生物经济策略。这一发现为微藻培养和废水处理提供了新的思路和方法，具有重要的理论和实践意义。

作者为开展研究，主要采用了微藻培养和生化分析的方法。选取当地分离的微藻Chlorella sp. BRE4进行培养，在不同条件下添加各种营养物质，并对培养过程中的生物质产量、脂质和碳水化合物生产力以及营养物质去除率等进行检测分析。

研究结果方面，在不同营养源对微藻生物质产量的影响中，尿素、过磷酸钙和氯化钾分别在特定浓度下使微藻达到一定生物质产量。当在光生物反应器中优化营养模式和添加甘油时，PBR4 - MC模式下的微藻生物质产量、脂质和碳水化合物生产力显著提高。同时，在低成本培养基中培养微藻可有效去除废水中的总氮和总磷。

在结论和讨论部分，研究表明通过优化培养基成分和营养模式，利用低成本农业肥料和甘油等添加到废水中培养微藻是可行的。这种模式不仅能提高微藻生物质和脂质产量，还能有效处理废水中的营养物质，实现废物资源化利用。这对于降低微藻培养成本、提高生物燃料原料生产效率以及解决废水污染问题具有重要意义，为微藻培养和废水处理的进一步研究和应用提供了重要参考，有助于推动循环生物经济的发展。