一种自絮凝绿藻及其分离、鉴定方法和应用技术

本申请提供了一种自絮凝绿藻及其分离、鉴定方法和应用，所述自絮凝绿藻细胞呈绿色圆球形，絮凝率达30％以上。区别于现有技术，上述技术方案提供自絮凝绿藻良好的污染物去除能力和较广的适宜环境范围，结合其自絮凝特征和水质净化能力，对市政、农业和工业废水，以及水库湖泊的生态治理起到良好的效果，抑制铜绿微囊藻的生长，相比生物治理见效较快，也可避免化学手段对水体造成二次污染的情况发生。学手段对水体造成二次污染的情况发生。学手段对水体造成二次污染的情况发生。

【技术实现步骤摘要】
一种自絮凝绿藻及其分离、鉴定方法和应用


[0001]本申请涉及微藻
，具体涉及一种自絮凝绿藻及其分离、鉴定方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，由于水体富营养化愈发普遍，有害的蓝藻水华(harmful cyanobacterial blooms，HCBs)已成为全球关注的问题。中国的淡水湖泊普遍存在富营养化的风险，太湖、巢湖和滇池都发生过严重的蓝藻水华。在环境适宜时，蓝藻由于其独特的生理特征和环境适应机制能够在短时间内大量繁殖形成水华。我国常见的水华蓝藻主要有微囊藻属(Microcystis)、颤藻属(Oscillatoria)、鱼腥藻属(Anabaena)和束丝藻属(Aphanizomenon)。
[0003]环境水体的富营养化污染源主要包括养殖业废水排放以及种植业的化肥残留污染。近年来，微藻固碳、微藻生物柴油与微藻污水处理的结合，有望降低微藻污水处理成本，驱动微藻污水处理及其资源化发展。常见用于污水处理的藻种包括小球藻、葡萄藻、栅藻和微绿球藻等。工业废水也存在COD超标，氨氮超标排放等问题，目前缺乏低成本的废水处理达标排放方法。
[0004]在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有水污染治理技术中存在如下问题：
[0005]水华蓝藻的治理常用的物理方法包括絮凝沉降、机械捕捞、水动力法和超声波处理等。物理方法见效快，对环境影响小，操作方便，但不能杜绝藻类的繁殖，一段时间后会出现藻细胞数的恢复，此外，该类方法需要大量的人力、物力，并依赖于特殊设备和技术。化学方法通过破坏蓝藻细胞的功能蛋白和细胞结构迅速消灭蓝藻水华。化学方法的优点是成本低、操作简单且高效，但存在可能对非目标生物造成伤害、导致耐药基因的突变、残留的试剂对环境造成二次污染等隐患，同时，蓝藻细胞裂解后释放的藻毒素，对水生动植物都存在负面影响。生物治理可通过引入食物链，利用其他生物的摄食减少藻细胞数量，也可通过蓝藻病毒、致病菌和真菌等，影响藻细胞生理代谢，进而防治蓝藻水华。生物治理方法相对安全，对环境影响小，但难以实施且生效较慢，可能引入入侵物种。
[0006]养殖废水处理也存在难题，传统环保工艺处理后仍然存在COD、氨氮、硝氮和磷酸盐不能达标排放的困难。在20世纪50年代，微藻处理污水就开始应用，主要是高效藻类塘为代表的悬浮生长藻类塘系统。但这类系统因占地面积大、处理效果不稳定等局限性，一直未能成为污水处理的主流工艺。
[0007]市政和工业废水常用活性污泥法进行治理，但也存在治理成本高(曝气耗电高)以及不容易达标排放等问题。利用具有光合自养功能的微藻可以有效降低最后的污染排放，同时成本低，利用微藻处理污水是绿色环保的途径。
[0008]但低成本的微藻采收技术是微藻处理污水的关键。絮凝法由于处理简单，投入少，操作方便，有望成为从大规模微藻采收最为经济的方法。絮凝法可以分为“外加絮凝剂法”和“自发性絮凝法”两大类。外加絮凝剂法根据所使用的絮凝剂种类又可分为无机絮凝剂法(金属盐类)、有机高分子絮凝剂法和生物絮凝剂法。自发性絮凝分为高pH诱导的自发性絮
凝和胞外聚合物引起的自发性絮凝。外部添加絮凝剂容易造成环境二次污染，因此寻找自絮凝微藻对于环境水体治理具有很高的价值。自絮凝微藻的种类很少，且可在环境中占据生态优势的种类且能治理水体污染的自絮凝微藻更少。

技术实现思路

[0009]为此，专利技术人提供了一种污水处理效果好、无污染的技术方案，用以解决现有技术存在的成本高、容易对环境造成二次污染的问题。
[0010]在第一方面，专利技术人提供了一种自絮凝绿藻，所述自絮凝绿藻细胞呈绿色圆球形，絮凝率达30％以上。
[0011]进一步地，所述自絮凝绿藻为链带藻Desmodesmus sp.LG1或单星藻属Coelastrella sp.Car1，所述Desmodesmus sp.LG1的保藏编号为CCTCCNO:M20231067；所述Coelastrella sp.Car1的保藏编号为CCTCCNO:M20231068。
[0012]微藻自絮凝是指在细胞表面特殊结构或胞外分泌物的作用下，不添加絮凝剂而自发絮凝沉降的现象，受水质成分、pH、温度等非生物因子及浮游动物摄食压力、微生物相互作用等生物因子的影响。
[0013]微藻自絮凝机制主要有两种：
[0014](1)高pH条件下微藻悬浊液中形成带负电的离子聚合物，在电荷中和作用下诱发絮凝。环境中的微藻通过光合作用，消耗了水体中的碳酸氢根离子(HCO3‑
)，使pH升高，并与带正电的离子聚合，最终导致了微藻的絮凝沉降。
[0015]部分藻株的胞外聚合物(extracellular polymeric substances，EPS)能够诱导絮凝，是天然的生物絮凝剂。EPS是高分子量的混合物，包括多糖、蛋白质、脂质、核酸以及微量的腐殖质、糖醛酸和无机成分。EPS通过改变微藻细胞表面的理化性质，影响微藻群体的絮凝和沉降特性。
[0016]微藻对环境适应性强且含有丰富的脂质、蛋白等高附加值产物，在污水处理和生物质生产中有多方面的优势。
[0017](1)去氮降磷。废水是微藻廉价的生物质来源，大量的氮通过微藻细胞表面的亚硝酸盐/硝酸盐膜转运蛋白被同化，并进一步还原为铵，磷酸盐通过磷酸化过程被同化为微藻细胞的不同有机成分，包括磷脂、核酸和蛋白质。
[0018](2)微污染物去除。传统采矿、电镀、制革等行业会产生含有大量重金属离子的废水，微藻细胞表面含有丰富的官能团，能够通过离子交换、络合、静电吸附等方式结合重金属阳离子，是天然的离子吸附剂。此外，微藻对顽固性有机污染物(如酚类化合物、表面活性剂和单宁)和微塑料(Microplastics，MPs)有良好的去除效果。
[0019](3)生物质生产。藻类由于其高光合作用效率和不与陆地作物竞争的优势，已被广泛用于研究生物氢、生物柴油、生物乙醇等燃料的生产。
[0020]然而，微藻的回收富集是污水处理和生物能源生产的关键步骤。微藻个体微小，大规模培养时处于稳定的悬浮状态，通过离心过滤或添加絮凝剂的采收方法大大增加了生产成本，该过程可占总成本的20
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30％，甚至高达50％。此外，离心过滤法了破坏藻细胞的完整性，絮凝剂的添加不利于产物的纯化和回收。自絮凝微藻为循环生物经济的转变提供了低碳环保的选择。利用微藻自絮凝可实现产业微藻的批量收获和培养基质的重复利用，具有
经济可行性和广泛的应用前景。
[0021]专利技术人在自然水体中发现一种具有自絮凝能力的绿藻，且在生境中占据了超过90％的生物量，具有在环境中竞争抑制水华蓝藻以及处理市政、农业和工业废水的潜力和研究价值。
[0022]在第二方面，本申请提供了一种自絮凝绿藻的分离方法，包括以下步骤：
[0023]取样：使用取水器采集水样，所述水样中含有如第一方面任一项所述的自絮凝绿藻；
[0024]藻株分离：采用稀释分离法与平板分离法相结合分离出单藻落进行纯培养；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自絮凝绿藻，其特征在于，所述自絮凝绿藻呈绿色圆球形，絮凝率达30％以上。2.根据权利要求1所述的自絮凝绿藻，其特征在于，所述自絮凝绿藻为链带藻Desmodesmussp.LG1或单星藻属Coelastrellasp.Car1，所述Desmodesmussp.LG1的保藏编号为CCTCCNO:M20231067；所述Coelastrellasp.Car1的保藏编号为CCTCCNO:M20231068。3.一种自絮凝绿藻的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：取样：使用取水器采集水样，所述水样中含有如权利要求1
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2任一项所述的自絮凝绿藻；藻株分离：采用稀释分离法与平板分离法相结合分离出单藻落进行纯培养；藻种培养：对培养容器及培养基进行灭菌，接种后放置于适宜光照、温度条件下培养，定期摇晃并进行传代培养，得到自絮凝绿藻的藻液。4.根据权利要求3所述的自絮凝绿藻的分离方法，其特征在于，所述步骤还包括：预处理：去除样品中大杂质，并将样品置于培养基中培养3
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5天直至藻密度升高至一定基础；预处理步骤设置于所述藻株分离步骤前。5.根据权利要求3所述的自絮凝绿藻的分离方法，其特征在于，所述藻株分离步骤包括：取一定样品用BG11培养基稀释至一定浓度，使之分装到96孔板时每个孔最多只含1个藻；将96孔板置于光照培养箱中培养，当孔中一直为单个藻种，则逐步扩大为纯培养；当孔中含两个或以上藻种，继续稀释或取适量涂布平板，待平板中长出单藻落时，挑取单藻落扩大培养。6.根据权利要求3所述的自絮凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：章军，黄木英，仇宝钗，陶姗姗，
申请(专利权)人：厦门蓝天绿地环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：