极端嗜热藻Galdieria sulphuraria在餐饮废水生物修复中的应用：推动循环生物经济与环境可持续性发展

本研究针对餐饮废水(RWW)污染问题，创新性地利用极端嗜热红藻Galdieria sulphuraria 074 W (NIES-3638)开展混合营养、异养和自养三种培养模式的生物修复研究。结果表明该藻株在异养模式下生物量生产率达39 mg L-1 d-1，对COD、BOD、FOG去除率分别达71%、80%、66%，对NH4+-N、TN、TP、K的去除率高达96%、93%、99%、75%，为餐饮废水处理提供了高效环保的解决方案，同时实现资源回收与循环经济。

　　

餐饮业快速发展带来的废水处理难题日益凸显，这类废水富含油脂(FOG)、化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)等污染物，以及氮磷等营养盐，传统处理方法效率有限且成本高昂。与此同时，全球正积极探索可持续发展的废水处理技术，既能净化水质又能回收资源。在这种背景下，极端嗜热藻类因其独特的生存能力成为研究热点，其中Galdieria sulphuraria更因其能在高温(56°C)、强酸(pH 0-4)等极端条件下生长而备受关注。这种红藻不仅能耐受恶劣环境，还能高效去除污染物并积累高价值生物活性物质，是实现废水处理与资源化双赢的理想候选者。

来自日本国立环境研究所等机构的研究团队在《Engineering Science and Technology, an International Journal》发表重要研究成果，系统评估了G. sulphuraria 074 W (NIES-3638)在不同培养模式下处理餐饮废水的效果。研究采用三种培养体系：混合营养(光照+葡萄糖)、异养(黑暗+葡萄糖)和自养(光照+CO₂)，监测了14天内藻细胞生长指标(光密度OD₇₅₀、比生长速率、生物量生产率)及污染物去除效率。关键技术包括：标准方法(APHA)分析水质参数、UV-Vis分光光度计监测生长、真空过滤法测定生物量，以及统计学分析验证数据可靠性。

研究首先揭示了G. sulphuraria在不同培养模式下的生长特性。异养模式表现最优，生物量生产率达39 mg L^-1 d^-1，比生长速率为0.15 day^-1；混合营养模式次之，干重达563 mg L^-1；而自养模式效率相对较低。温度实验证实该藻在40°C生长优于30°C，印证了其嗜热特性。

在污染物去除方面，研究取得了突破性成果。异养模式对COD、BOD的去除率分别达71%和79%，混合营养模式对FOG去除率达66%。特别值得注意的是营养盐去除效率：混合营养模式对NH₄⁺-N和TP的去除率分别高达96%和99%，异养模式对TN去除率达81%，自养模式对K去除率达75%。这些数据显著优于常规废水处理方法。

机制分析表明，G. sulphuraria通过生物吸附、生物积累、生物降解和生物强化四种途径协同作用实现高效净化。其细胞壁特殊结构(含羧基、羟基等官能团)提供了丰富的结合位点，而代谢灵活性使其能利用多种碳源。研究还发现，污染物浓度和N/P比显著影响去除效率，光照强度对COD去除有促进作用。

这项研究为餐饮废水处理提供了创新解决方案，证实G. sulphuraria能同步实现废水净化与资源回收，推动循环生物经济发展。相比传统方法，该技术具有多重优势：耐受极端条件降低处理成本、高效去除多种污染物、产生具有商业价值的生物质。未来研究可进一步优化培养条件、探索基因工程改良株、开发藻菌共生系统，并评估大规模应用的经济可行性。该成果不仅为废水处理提供了新思路，也为极端微生物在环境生物技术中的应用开辟了新途径。