小球藻-放线菌共生体系对重金属废水的修复效能：初始浓度与修复时间的协同优化机制

针对重金属废水处理中传统方法易造成二次污染、成本高等问题，研究人员构建了以白色链霉菌（Streptomyces albicans）和小球藻（Chlorella vulgaris）为核心的微藻-细菌共生系统（MBC），通过UV-Vis光谱实时监测发现，MBC将Cu2+/Ni2+去除率提升至97.22%，修复时间缩短24小时，为绿色水处理技术提供新思路。

　　

重金属污染是水环境治理的全球性难题，铜（Cu）、镍（Ni）等金属离子通过工业排放进入水体后，不仅破坏生态平衡，还会通过食物链引发人类癌症和基因损伤。传统化学沉淀法易产生有毒副产物，而膜过滤技术成本高昂。面对这些挑战，河北某研究团队在《Journal of Water Process Engineering》发表论文，创新性地将小球藻与白色链霉菌构建为共生系统（MBC），揭示了生物协同修复重金属的高效机制。

研究采用UV-Vis光谱实时监测技术，对比了纯小球藻系统（MC）与MBC对Cu²⁺/Ni²⁺的去除效能。通过分析氮（N）、磷（P）等营养元素代谢动态，结合超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等氧化应激指标，系统阐释了共生体系的协同作用机制。

Heavy metal ion remediation experiment
实验证明，放线菌通过分泌糖肽促进小球藻细胞壁功能基团（如羧基、巯基）暴露，使Cu²⁺吸附效率在6 mg/L初始浓度下提升17.8%。离子交换阶段，MBC系统的谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）活性较MC提高2.3倍，加速了重金属的胞内螯合。

Performance comparison between MC and MBC
在96小时修复周期内，MBC对Ni²⁺的去除率达97.22%，较纯藻系统（93.32%）显著提升。放线菌代谢产生的维生素B₁₂促进小球藻增殖，使生物量增加41%，修复时间缩短至72小时。

Conclusions
该研究首次证实放线菌-微藻共生可通过"表面络合-离子交换"双阶段机制增效重金属修复。MBC系统对6-10 mg/L浓度重金属展现最佳耐受性，其生物吸附容量达28.7 mg/g。这一发现为发展低成本、可持续的水处理技术提供了理论支撑，尤其适用于矿区及电子工业废水处理。

研究团队指出，未来需进一步解析共生体系的分子信号通路，并优化规模化培养参数。该成果获得国家自然科学基金（62275228）和河北省重点研发计划（19273901D）支持，标志着我国在生物修复领域取得重要突破。