不同光质调控小球藻CMBB276对养殖废水有机营养盐回收的机制研究

针对养殖废水有机污染物处理效率低的难题，研究人员通过六种光质（红/蓝/白/混合/红转蓝/红转混合）调控Chlorella sorokiniana CMBB276的生长代谢。发现红光促进最高生物量达1.54 g L?1，蓝光诱导30.10% DW蛋白质积累，DOM转化呈现酪氨酸类物质(C1)减少而腐殖类物质(C2,C4)增加的特征，为水产养殖废水资源化处理提供新策略。

　　

随着全球水产养殖产量突破1.3亿吨，中国贡献超60%份额的同时也面临严峻环境挑战——每年排放160万吨氮和20万吨磷，其中83.5%总氮和88.3%总磷以溶解性有机形态(DON/DOP)存在。传统物理化学处理方法易造成二次污染，而武汉工程大学（Wuhan Institute of Technology）领衔的研究团队在《Journal of Environmental Management》发表的研究，揭示了微藻光质调控技术在有机废水处理中的突破性应用。

研究团队选取生长速率快、蛋白含量高的Chlorella sorokiniana CMBB276为对象，创新性地构建六种光质处理体系。通过1.2L柱式光生物反应器，采用LED光源精确控制光质条件，结合三维荧光光谱解析DOM组分变化，系统评估了生物量、营养盐去除效率及生化组分响应特征。

Variation of Chlorella sorokiniana CMBB276 biomass
红光处理16天生物量达1.54 g L^?1，显著高于蓝光处理(0.61 g L^?1)，红转混合光(1.42 g L^?1)表现次优，证实红光对光合色素的高效吸收特性。

Effects of different light qualities
DOM转化呈现规律性变化：所有处理均显示酪氨酸类荧光物质(C1)减少，腐殖类物质(C2,C4)增加。蓝光促进蛋白质积累至30.10% DW，而红光处理组碳水化合物含量最高，红转蓝光下达52.41% DW。

Conclusions
该研究首次阐明光质对有机养殖废水处理的级联影响：红光通过激活光合系统驱动生物量积累，蓝光则偏向次级代谢产物合成。创新性提出的红转混合光策略，兼顾了营养盐去除效率(83.5% TN和88.3% TP)与资源回收价值，为发展"藻-渔"耦合的循环农业模式提供理论支撑。特别值得注意的是，DOM组分转化规律揭示了微藻处理有机废水的分子机制——将易降解的酪氨酸类物质转化为稳定的腐殖质，这对评估出水生态安全性具有重要指导意义。

这项获得国家自然科学基金(32102823)支持的研究，不仅建立了光质调控微藻处理有机废水的技术范式，更开创性地将废水处理过程与高值生物制品(蛋白质/碳水化合物)生产相结合，为水产养殖业可持续发展提供了"污染治理-资源回收"的双赢解决方案。