微藻固碳研究现状及发展思路
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微藻制油一、目前的能源现状1. 石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源接近枯竭,而且这些传统能源造成大量的环境污染如2.新能源太阳能、风能、地热能、生物质能等应用极具有局限性不能大规模的应用,不足以满足人们的需要。
3.生物能源不仅具有资源再生、技术可靠的特点,而且还具有对环境无害、经济可行、利国利农的发展优势。
总而言之,未来将是生物能源的天下。
生物能源将会是人类不二的选择,未来生源的前景将不可估量。
二、微藻概述1.海洋单细胞藻类,即微藻,是地球上最早的生物物种,它们中的某些物种已经在地球上生存了35亿年之久。
它们能十分有效地利用太阳能将H2O、CO2和无机盐类转化为有机资源,是地球有机资源的最初级生产力,有了它们才有了大气中的氧气,才有了海洋和陆地的其他生物,也才有了人类。
2.微藻的特点(1)微藻具有叶绿素等光合器官,是非常有效的生物系统,能有效地利用太阳能通过光合作用将H2O、CO2和无机盐转化为有机化合物,因其固定和利用CO2可以减少温室效应。
(2) 微藻一般是以简单的分裂式繁殖,细胞周期较短,易于进行大规模培养,由于微藻通常无复杂的生殖器官,使整体生物量容易采收和利用。
(3)可以用海水、咸水或半咸水培养微藻,因此是淡水短缺、土地贫瘠地区获得有效生物资源的重要途径。
(4) 微藻富含蛋白质、脂肪和碳水化合物,某些种类还富含油料、微量元素和矿物质,是人类未来重要的食品及油料的来源。
(5)微藻,尤其是海洋微藻,因其独特的生存环境使其能合成许多结构和生理功能独特的生物活性物质。
特别是经过一定的诱导手段微藻可以高浓度地合成这些具有商业化生产价值的化合物,是人类未来医药品、保健品和化工原料的重要资源。
3.微藻的种类微藻的国内外研究发展概况,重点探讨了4种主要的可利用微藻螺旋藻、小球藻、杜氏藻和红球藻三微藻制油的优势1.含油量高,易于培养,生长周期短单位面积产量大;2.充分利用太阳能,将水、二氧化碳等无机物质合成有机物质;3.能用海水培养,能耐受沙漠干旱半干旱地等极端环境,不占用耕地;4.能生产出高附加值的副产品,如生物高聚物、蛋白质、色素、动物饲料、酒精、氢气等;5.高效环保;生产出的生物柴油不含硫,燃烧产物不污染环境;排入环境可被微生物降解;6.生物柴油无毒, 有较大的环境价值和社会价值. 是典型的“绿色能源”。
碳中和技术发展现状与未来趋势当今世界上,全球变暖和气候变化已经成为人们日常生活中无法忽视的问题。
碳排放已经被确认为主要的温室气体,而寻找碳中和技术成为了多个国家和组织关注的焦点。
碳中和技术是指通过各种方式降低碳排放量,以达到减缓全球气候变化的目标。
在本文中,我们将探讨碳中和技术的发展现状和未来趋势。
一、碳中和技术的发展现状1. 可再生能源可再生能源是碳中和技术中最受关注的领域之一。
太阳能、风能、水能等都被广泛应用于发电领域,以取代传统的化石燃料发电方式。
目前,越来越多的国家正在推动可再生能源的发展,使其在能源结构中发挥更重要的作用。
2. 碳捕集与储存技术碳捕集与储存技术是一种将二氧化碳从大气中捕集并储存在地下的方法。
该技术可以在碳排放源头捕集二氧化碳,并将其永久储存,从而减少其对温室效应的贡献。
目前,碳捕集与储存技术已经在一些发达国家和地区得到应用,并显示出潜力。
3. 新能源车辆随着电动汽车的兴起,新能源车辆成为减少碳排放的重要选择之一。
电动汽车采用电池或燃料电池作为动力源,减少了传统燃油车排放的二氧化碳和其他有害气体。
如今,越来越多的车企加快了对新能源汽车的研发和生产,以满足市场需求。
二、碳中和技术的未来趋势1. 技术创新随着科技的不断进步,碳中和技术也将迎来更多的创新。
新材料的研发、能源储存技术的改进以及智能化技术的应用都将推动碳中和技术朝着更高效、更可持续的方向发展。
2. 国际合作碳中和技术的发展需要国际间的合作与交流。
国家和组织应共同努力,分享经验和技术,推动碳中和技术在全球范围内的推广和应用。
此外,国际间的合作还可以促进技术的共享和开发,加快碳中和技术的进步。
3. 政策支持政策支持是推动碳中和技术发展的重要保障。
各国政府应出台相关的政策和法规,鼓励和支持碳中和技术的研发和应用。
同时,政府还可以通过财政支持、减税和奖励等手段,促进相关产业的发展,推动碳中和技术在市场中的普及。
结语虽然碳中和技术的发展过程可能会面临一些挑战,但以技术创新、国际合作和政策支持为基础,我们有理由相信碳中和技术将在未来发展中实现突破。
生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展生物炭是一种由生物质在无氧或低氧环境下热解而成的固碳材料。
它具有具有孔隙结构、高比表面积和良好的化学稳定性等特点,因此被广泛应用于土壤改良和碳固定领域。
下面将对生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展进行探讨。
首先,生物炭作为土壤改良剂可以提高土壤质量,增强土壤水分保持能力和肥力。
研究表明,生物炭可以增加土壤水分保持能力,减少土壤中的水分蒸发和流失。
它的孔隙结构可以增加土壤孔隙度,改善土壤通气性和保水性,提高土壤肥力和作物产量。
此外,生物炭还可以吸附和保持土壤中的营养物质,如氮、磷、钾等,减少营养物质的流失,提高土壤肥力。
因此,生物炭在土壤改良方面的应用有助于固碳并提高土壤质量。
其次,生物炭可以降低甲烷和氧化亚氮等温室气体的排放。
研究发现,生物炭可以吸附和稳定有机物质,使其不易分解为甲烷等温室气体的前体物质。
此外,生物炭还可以提高土壤中的微生物活性,促进土壤中的硝化和反硝化过程,从而减少氧化亚氮的产生和排放。
因此,生物炭在减少温室气体排放方面具有潜力。
此外,生物炭还可以延缓土壤有机碳的分解和氧化过程,将其长期储存在土壤中。
研究发现,生物炭具有较高的化学稳定性,可以在土壤中长期存在。
它的孔隙结构可以保护生物质和有机质免于微生物分解,延缓有机碳的氧化过程。
此外,生物炭具有很长的生命周期,可以将固定的碳长期储存在土壤中,有效减少大气中的二氧化碳浓度。
总之,生物炭作为一种固碳材料,在土壤固碳方面具有广泛的应用潜力。
它可以改善土壤质量和水分保持能力,减少温室气体排放,延缓有机碳的分解和氧化过程。
然而,生物炭的应用还面临一些问题,如生产成本高和施用量的确定等。
因此,还需要进一步的研究来解决这些问题,并推动生物炭在土壤固碳方面的更广泛应用。
全球面临的能源短缺和环境污染问题小球藻全球面临的能源短缺和环境污染问题日益严重,促使开发和利用可再生、无污染的生物能源成为当前一个紧迫的课题。
微藻生物柴油是一种安全、无污染的新型生物能源,具有很大发展潜力;同时,微藻能通过光合作用高效固定CO2,从而可以缓解温室效应,因此微藻已成为各国的研究热点。
小球藻是一种单细胞微藻,其胞内的油脂可作为制备生物柴油的原料;另外,小球藻因含丰富的蛋白质、碳水化合物及维生素等生物活性物质,还可被用于食品、饲料、医药和保健品等领域。
从自然界筛选获得5株绿藻,通过形态学观察初步确定为小球藻;光照培养10天,比较它们的生物量和生长速度,从中选出生长最快的G3藻株;经18S rDNA分析鉴定G3藻株为普通小球藻;以此株小球藻为研究对象,通过实验选出了最适合其生长和油脂积累的培养基与培养方式;采用响应面分析法进一步优化了培养基中的关键成份;探讨了植物激素和维生素对小球藻生长的影响;研究了碳源、氮源和培养条件对小球藻生长和油脂含量的影响;通过5L发酵罐分批补料两步培养法,首先实现小球藻的高密度培养,然后进行缺氮处理来富集藻细胞内的油脂。
结果表明,BG11培养基最适合小球藻的生长和油脂积累;异养培养小球藻的最大比生长速率和胞内油脂含量分别是自养培养的2倍和1.5倍;利用响应面优化后的培养基培养小球藻,其生物量在2天内达到10g/L,比优化前提高了61%;向培养基中添加适量海绿素会显著促进小球藻的生长,本文首次发现了海绿素对藻类生长的促进效应。
植物激素及维生素对小球藻的影响:适量的吲哚乙酸(IAA)能促进小球藻生长,培养基中添加0.1mg/L IAA,小球藻的生物量比对照组提高了36%;三十烷醇(TA)抑制小球藻的生长,高浓度的TA甚至会导致藻体的自溶;适量的维生素B1及维生素B12可以促进小球藻生长,而生物素的添加对小球藻的生长没有明显的影响;当培养基中分别添加5mg/L维生素B1和10μg/L维生素B12时,小球藻的生物量分别比对照组提高了39%和32%。
藻类生长研究及应用前景近年来,藻类生长研究备受关注,因为它是一种可以高效制取生物质能源的生物体,同时,还可以用作食品和医药等方面的应用。
随着人类对能源和环境的需求越来越高,藻类在绿色化生产方面展现出了巨大的潜力。
本文将从藻类的生长特点、研究现状及应用前景几个方面进行探讨。
一、藻类的生长特点藻类是一类单细胞或多细胞的水生植物,它生长在水中,需要一定的光和营养物质。
藻类具有快速生长、适应性强、生物量高等特点,这使它成为一种极具潜力的生物质能源来源。
另外,藻类还能够吸收二氧化碳和其他污染物质,净化水体,这些特点让藻类成为了一种绿色环保能源。
二、藻类生长的研究现状当前,世界各地都在加强对藻类生长的研究,探索其在能源和环保领域的应用。
在技术手段上,人们已经成功地掌握了藻类的种质资源、培养技术和培养条件等方面的技术,为推动藻类产业化奠定了基础。
目前,藻类生长的分离培养技术、高密度培养技术、混合培养技术和液体流化床培养技术等都得到了广泛研究和应用。
尤其在高密度培养技术方面,我们已经可以将生物量提高到每升100克左右,这是未来产业化种植的必要条件之一。
三、藻类在能源方面的应用前景藻类生长具有很高的生物量、生长速度快、含油量高等特点,因此,藻类能够在生物质能源领域中起到重要的作用。
目前,利用藻类生产生物燃料已成为目前研究的热点。
利用藻类制备生物燃料主要包括两种方式:一种是将藻类中的油提取出来并转化为生物柴油,另一种是将藻类直接转化为乙醇等生物燃料。
目前,德国、美国、新西兰等国家都在积极推进藻类生产生物燃料的研究。
从实际应用来看,藻类制备的生物柴油和生物乙醇的能量利用率都达到了70%以上,因此,它已经成为了未来可持续能源的重要方向之一。
四、藻类在食品和医药方面的应用前景藻类在食品和医药方面的应用也备受关注。
最近几年,中国的藻类养殖区域正在不断扩大,其中不仅包括生产海藻、紫菜等传统藻类产品,还涉及到了生产微藻、螺旋藻等以生物学为基础的高端产品。
微藻利用现状综述摘要:微藻是一类古老的原低等原核生物,其藻体内富含都中多糖、蛋白质、氨基酸维生素、类胡萝卜素、γ-亚麻酸、多种无机元素以及多种微量元素等,是一种纯天然的营养物质。
其营养物质对许多疾病有防御作用,对动物、鱼虾生长和品质有促进作用,还可以净化水质等,具有广阔的前景,在医药食品、养殖饲料、化妆品、能源环境等行业都有所应用。
本文从微藻营养物质的特点,在不同行业中的应用,及其在生产加工过程中存在的问题加以综述。
关键词:微藻利用综述1 微藻简介藻类是最原始的生物之一,广泛存在于海洋、淡水湖泊等水域,通常呈单细胞、丝状体或片状体,结构简单,整个生物体都能进行光合作用,所以光合作用效率高,生长周期短、速度快。
藻类按大小可分为大藻(如海带、紫菜等)和微藻[1]。
微藻是一群小型藻类的总称,通常为单细胞或丝状体,直径小于1mm。
微藻细胞微小,形态多样,适应性强,分布广泛,有原核藻类和真核藻类。
原核藻类是指蓝藻,而蓝藻一般不产油。
真核藻类包括绿藻、硅藻、裸藻、黄藻、金藻、褐藻、红藻和隐藻。
2 微藻的营养成分多中微藻具有丰富的营养价值,其中最具代表性的是螺旋藻。
螺旋藻被认为是目前常用微藻中蛋白质含量最高、营养最全面、消化吸收和适口性最好、无毒无副作用、安全性最高的藻种。
既可作为蛋白质原料,又可作为食品及饲料的添加剂[2]。
微藻藻粉中含有多种成分,如蛋白质、氨基酸、多糖、维生素、类胡萝卜素、γ-亚麻酸、多种无机元素以及多种微量元素等。
并且微藻细胞壁结构中纤维素极少,容易被人和动物消化吸收,越来越受到人们的关注。
其营养价值特点如下:2.1 蛋白质微藻中蛋白质含量很高,约为40%-60%,可作为单细胞蛋白的一个重要来源,小球藻属中以蛋白核小球藻的蛋白质含量最高,一般不低于50%,明显高于常规植物蛋白源[3]。
螺旋藻的蛋白质含量高达58.5%-83.4%,且蛋白质品质优良,易于消化吸收、不含任何阻碍消化吸收的因子。
微藻生物质资源开发利用一、微藻生物质资源简介微藻是一类以光合作用为主要代谢方式的单细胞浮游植物,被称为“微小的太阳能厂”。
微藻富含油脂、蛋白质、多糖等生物质资源,是一类重要的微生物资源。
目前已经发现的微藻种类超过2万种,其中约有30%的微藻具有潜在的商业价值。
二、微藻生物质资源开发利用现状1.微藻油的开发利用微藻油是利用微藻合成的油脂资源,具有高度不饱和度,且含有丰富的ω3-多不饱和脂肪酸、维生素E等营养物质,可以作为一种高营养价的食品添加剂。
此外,微藻油还可以用于生产生物柴油、生物润滑油等领域。
2.微藻蛋白的开发利用微藻蛋白是由微藻合成的含有高营养价的蛋白质资源,其蛋白质组成比较均衡,不含多种人体不利的因素,可以作为一种高价值的食品原料。
此外,微藻蛋白还可以用于生产植物肉、蛋白质饮品等领域。
3.微藻多糖的开发利用微藻多糖是微藻生物质资源中的重要部分,具有良好的生物活性和医药价值。
微藻多糖可以用于保健品、药物、化妆品等领域,可以提高人体免疫力,降血糖、降血脂、抗菌等作用。
三、微藻生物质资源开发利用的前景由于微藻生物质资源具有广泛的用途和很高的商业价值,越来越多的企业开始关注微藻生物质资源开发利用领域。
未来,微藻生物质资源的开发利用前景非常广阔,主要体现在以下几个方面:1.微藻油的商业利用前景广阔随着全球能源危机的日益加剧,人们对可再生能源的需求越来越高。
微藻油可以成为生物柴油和生物燃料领域的新兴产品,用于替代石油资源,减少环境污染。
2.微藻蛋白的生产技术将逐渐成熟微藻蛋白产业市场规模将逐渐扩大,国内外知名的食品、保健品、化妆品等大型企业也加入到了这一市场中。
未来,随着微藻生产技术的不断成熟,微藻蛋白产业将成为一个重要的新兴行业。
3.微藻多糖的应用前景广阔微藻多糖的应用领域非常广阔,有着非常广阔的市场前景。
未来,随着微藻多糖生产技术的发展,微藻多糖必将成为健康产业的重要组成部分,市场规模也将不断扩大。
微藻固定利用燃煤烟气co2的产业工程示范全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:微藻固定利用燃煤烟气CO2的产业工程示范随着全球工业化进程的加快和人们对环保意识的日益增强,大气中二氧化碳(CO2)排放量的增加已成为当今社会面临的严重问题之一。
燃煤是目前全球主要的能源来源之一,然而燃煤燃烧会释放大量的CO2,加剧全球温室效应和气候变化。
如何有效地减少燃煤烟气中的CO2排放已经成为各国政府和科研机构关注的重要课题。
微藻是一类具有高效吸收CO2能力的微生物,通过光合作用将CO2转化为有机物质。
利用微藻固定和利用燃煤烟气中的CO2,不仅可以降低燃煤燃烧对环境的影响,还能将CO2转化为有益物质,实现资源化利用。
微藻固定利用燃煤烟气CO2的产业工程示范成为了一个备受关注的领域。
一、技术原理微藻固定利用燃煤烟气CO2的技术原理主要包括两个方面:一是利用微藻对CO2进行光合作用固定和转化;二是将固定的CO2转化为生物质或高附加值化合物。
1.微藻固定CO2微藻是一类单细胞藻类生物,具有高效的光合作用能力。
在适当的生长条件下,微藻可以吸收大量的CO2,并将其转化为有机物质,同时释放氧气。
通过将微藻培养在含有燃煤烟气CO2的培养基中,可以实现微藻对CO2的高效吸收和利用。
2.生物质生产固定的CO2可以被微藻利用合成生物质,如脂肪酸、蛋白质等。
这些生物质不仅可以用作食品、饲料等用途,还可以作为生物燃料和化工原料,实现资源的有效利用和再次循环利用。
二、示范项目为了验证微藻固定利用燃煤烟气CO2技术的可行性和经济效益,建设一座示范工程是非常必要的。
该示范项目应包括以下几个方面:1.选址规划示范项目应选址在一个工业区域的燃煤电厂附近,以确保充分利用燃煤烟气中的CO2资源。
示范项目应与当地政府和相关企业进行合作,实现资源共享和互惠共赢。
2.建设规模示范项目的建设规模应适中,既能保证充分验证技术的可行性,又能降低建设和运营成本。
建设规模主要包括微藻培养池、CO2收集系统、生物质转化设备等。
微藻固碳项目可行性研究报告编制单位:北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间:高级工程师:高建关于编制微藻固碳项目可行性研究报告编制说明(模版型)【立项 批地 融资 招商】核心提示:1、本报告为模板形式,客户下载后,可根据报告内容说明,自行修改,补充上自己项目的数据内容,即可完成属于自己,高水准的一份可研报告,从此写报告不在求人。
2、客户可联系我公司,协助编写完成可研报告,可行性研究报告大纲(具体可跟据客户要求进行调整)编制单位:北京中投信德国际信息咨询有限公司专业撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书商业计划书可行性研究报告目录第一章总论 (1)1.1项目概要 (1)1.1.1项目名称 (1)1.1.2项目建设单位 (1)1.1.3项目建设性质 (1)1.1.4项目建设地点 (1)1.1.5项目主管部门 (1)1.1.6项目投资规模 (2)1.1.7项目建设规模 (2)1.1.8项目资金来源 (3)1.1.9项目建设期限 (3)1.2项目建设单位介绍 (3)1.3编制依据 (3)1.4编制原则 (4)1.5研究范围 (5)1.6主要经济技术指标 (5)1.7综合评价 (6)第二章项目背景及必要性可行性分析 (7)2.1项目提出背景 (7)2.2本次建设项目发起缘由 (7)2.3项目建设必要性分析 (7)2.3.1促进我国微藻固碳产业快速发展的需要 (8)2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8)2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8)2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8)2.3.5提升企业竞争力水平,有助于企业长远战略发展的需要 (9)2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9)2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10)2.4项目可行性分析 (10)2.4.1政策可行性 (10)2.4.2市场可行性 (10)2.4.3技术可行性 (11)2.4.4管理可行性 (11)2.4.5财务可行性 (11)2.5微藻固碳项目发展概况 (12)2.5.1已进行的调查研究项目及其成果 (12)2.5.2试验试制工作情况 (12)2.5.3厂址初勘和初步测量工作情况 (13)2.5.4微藻固碳项目建议书的编制、提出及审批过程 (13)2.6分析结论 (13)第三章行业市场分析 (15)3.1市场调查 (15)3.1.1拟建项目产出物用途调查 (15)3.1.2产品现有生产能力调查 (15)3.1.3产品产量及销售量调查 (16)3.1.4替代产品调查 (16)3.1.5产品价格调查 (16)3.1.6国外市场调查 (17)3.2市场预测 (17)3.2.1国内市场需求预测 (17)3.2.2产品出口或进口替代分析 (18)3.2.3价格预测 (18)3.3市场推销战略 (18)3.3.1推销方式 (19)3.3.2推销措施 (19)3.3.3促销价格制度 (19)3.3.4产品销售费用预测 (20)3.4产品方案和建设规模 (20)3.4.1产品方案 (20)3.4.2建设规模 (20)3.5产品销售收入预测 (21)3.6市场分析结论 (21)第四章项目建设条件 (22)4.1地理位置选择 (22)4.2区域投资环境 (23)4.2.1区域地理位置 (23)4.2.2区域概况 (23)4.2.3区域地理气候条件 (24)4.2.4区域交通运输条件 (24)4.2.5区域资源概况 (24)4.2.6区域经济建设 (25)4.3项目所在工业园区概况 (25)4.3.1基础设施建设 (25)4.3.2产业发展概况 (26)4.3.3园区发展方向 (27)4.4区域投资环境小结 (28)第五章总体建设方案 (29)5.1总图布置原则 (29)5.2土建方案 (29)5.2.1总体规划方案 (29)5.2.2土建工程方案 (30)5.3主要建设内容 (31)5.4工程管线布置方案 (32)5.4.1给排水 (32)5.4.2供电 (33)5.5道路设计 (35)5.6总图运输方案 (36)5.7土地利用情况 (36)5.7.1项目用地规划选址 (36)5.7.2用地规模及用地类型 (36)第六章产品方案 (38)6.1产品方案 (38)6.2产品性能优势 (38)6.3产品执行标准 (38)6.4产品生产规模确定 (38)6.5产品工艺流程 (39)6.5.1产品工艺方案选择 (39)6.5.2产品工艺流程 (39)6.6主要生产车间布置方案 (39)6.7总平面布置和运输 (40)6.7.1总平面布置原则 (40)6.7.2厂内外运输方案 (40)6.8仓储方案 (40)第七章原料供应及设备选型 (41)7.1主要原材料供应 (41)7.2主要设备选型 (41)7.2.1设备选型原则 (42)7.2.2主要设备明细 (43)第八章节约能源方案 (44)8.1本项目遵循的合理用能标准及节能设计规范 (44)8.2建设项目能源消耗种类和数量分析 (44)8.2.1能源消耗种类 (44)8.2.2能源消耗数量分析 (44)8.3项目所在地能源供应状况分析 (45)8.4主要能耗指标及分析 (45)8.4.1项目能耗分析 (45)8.4.2国家能耗指标 (46)8.5节能措施和节能效果分析 (46)8.5.1工业节能 (46)8.5.2电能计量及节能措施 (47)8.5.3节水措施 (47)8.5.4建筑节能 (48)8.5.5企业节能管理 (49)8.6结论 (49)第九章环境保护与消防措施 (50)9.1设计依据及原则 (50)9.1.1环境保护设计依据 (50)9.1.2设计原则 (50)9.2建设地环境条件 (51)9.3 项目建设和生产对环境的影响 (51)9.3.1 项目建设对环境的影响 (51)9.3.2 项目生产过程产生的污染物 (52)9.4 环境保护措施方案 (53)9.4.1 项目建设期环保措施 (53)9.4.2 项目运营期环保措施 (54)9.4.3环境管理与监测机构 (56)9.5绿化方案 (56)9.6消防措施 (56)9.6.1设计依据 (56)9.6.2防范措施 (57)9.6.3消防管理 (58)9.6.4消防设施及措施 (59)9.6.5消防措施的预期效果 (59)第十章劳动安全卫生 (60)10.1 编制依据 (60)10.2概况 (60)10.3 劳动安全 (60)10.3.1工程消防 (60)10.3.2防火防爆设计 (61)10.3.3电气安全与接地 (61)10.3.4设备防雷及接零保护 (61)10.3.5抗震设防措施 (62)10.4劳动卫生 (62)10.4.1工业卫生设施 (62)10.4.2防暑降温及冬季采暖 (63)10.4.3个人卫生 (63)10.4.4照明 (63)10.4.5噪声 (63)10.4.6防烫伤 (63)10.4.7个人防护 (64)10.4.8安全教育 (64)第十一章企业组织机构与劳动定员 (65)11.1组织机构 (65)11.2激励和约束机制 (65)11.3人力资源管理 (66)11.4劳动定员 (66)11.5福利待遇 (67)第十二章项目实施规划 (68)12.1建设工期的规划 (68)12.2 建设工期 (68)12.3实施进度安排 (68)第十三章投资估算与资金筹措 (69)13.1投资估算依据 (69)13.2建设投资估算 (69)13.3流动资金估算 (70)13.4资金筹措 (70)13.5项目投资总额 (70)13.6资金使用和管理 (73)第十四章财务及经济评价 (74)14.1总成本费用估算 (74)14.1.1基本数据的确立 (74)14.1.2产品成本 (75)14.1.3平均产品利润与销售税金 (76)14.2财务评价 (76)14.2.1项目投资回收期 (76)14.2.2项目投资利润率 (77)14.2.3不确定性分析 (77)14.3综合效益评价结论 (80)第十五章风险分析及规避 (82)15.1项目风险因素 (82)15.1.1不可抗力因素风险 (82)15.1.2技术风险 (82)15.1.3市场风险 (82)15.1.4资金管理风险 (83)15.2风险规避对策 (83)15.2.1不可抗力因素风险规避对策 (83)15.2.2技术风险规避对策 (83)15.2.3市场风险规避对策 (83)15.2.4资金管理风险规避对策 (84)第十六章招标方案 (85)16.1招标管理 (85)16.2招标依据 (85)16.3招标范围 (85)16.4招标方式 (86)16.5招标程序 (86)16.6评标程序 (87)16.7发放中标通知书 (87)16.8招投标书面情况报告备案 (87)16.9合同备案 (87)第十七章结论与建议 (89)17.1结论 (89)17.2建议 (89)附表 (90)附表1 销售收入预测表 (90)附表2 总成本表 (91)附表3 外购原材料表 (92)附表4 外购燃料及动力费表 (93)附表5 工资及福利表 (95)附表6 利润与利润分配表 (96)附表7 固定资产折旧费用表 (97)附表8 无形资产及递延资产摊销表 (98)附表9 流动资金估算表 (99)附表10 资产负债表 (101)附表11 资本金现金流量表 (102)附表12 财务计划现金流量表 (104)附表13 项目投资现金量表 (106)附表14 借款偿还计划表 (108) (112)第一章总论总论作为可行性研究报告的首章,要综合叙述研究报告中各章节的主要问题和研究结论,并对项目的可行与否提出最终建议,为可行性研究的审批提供方便。
ccer方法学与微藻固碳
CCER方法学与微藻固碳
CCER,即中国碳排放权交易,是中国政府为了应对气候变化,推动绿色低碳发展而设立的一种市场机制。
CCER方法学则是这一机制下的核心组成部分,它提供了一套科学、合理、可操作的碳排放量计算和核查方法,以确保碳排放权交易的公平、公正和有效。
在CCER方法学的框架下,微藻固碳技术成为了一种备受关注的碳减排手段。
微藻是一种单细胞生物,具有高效的光合作用能力和强大的固碳能力。
通过培养微藻,可以利用其光合作用将大气中的二氧化碳转化为生物质,从而实现碳的固定和减排。
与传统的森林、草地等自然生态系统相比,微藻固碳技术具有许多优势。
首先,微藻的生长周期短,繁殖速度快,可以在短时间内大量吸收二氧化碳。
其次,微藻的培养不受地域限制,可以在各种环境条件下进行,具有很大的灵活性。
此外,微藻还可以作为生物燃料、饲料等的原料,具有很高的经济价值。
在CCER方法学的应用中,微藻固碳技术的碳排放量可以通过科学的方法进行准确计算和核查。
这不仅可以为微藻固碳项目的开发者提供可靠的碳排放数据支持,还可以为碳排放权交易市场的参与者提供透明的交易信息,促进市场的健康发展。
总的来说,CCER方法学与微藻固碳技术的结合,为中国应对气候变化、推动绿色低碳发展提供了新的思路和手段。
通过充分发挥市场机制的作用,我们可以期待在未来的碳排放权交易市场中,微藻固碳技术将发挥更大的作用,为实现碳中和目标贡献更多的力量。
生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第18卷第2期2023年4月V ol.18,No.2Apr.2023㊀㊀基金项目:山东省自然科学基金资助项目(ZR2021MD014);国家自然科学基金青年基金项目(41606140);中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室(中国科学院海洋研究所)开放基金项目(KLMEES201803)㊀㊀第一作者:宫于琛(1999 ),女,硕士研究生,研究方向为海洋环境科学,E -mail:****************** ㊀㊀*通信作者(Corresponding author ),E -mail:***************.cnDOI:10.7524/AJE.1673-5897.20220429002宫于琛,屈佩,刘瑞娟,等.环境CO 2浓度升高对海洋有毒微藻生长及产毒的影响研究进展[J].生态毒理学报,2023,18(2):141-151Gong Y C,Qu P,Liu R J,et al.Research progress on effect of elevated CO 2on growth and toxicity of marine toxic microalgae [J].Asian Journal of Eco -toxicology,2023,18(2):141-151(in Chinese)环境CO 2浓度升高对海洋有毒微藻生长及产毒的影响研究进展宫于琛1,2,3,屈佩2,3,刘瑞娟3,陈洪举1,3,庞敏2,3,*1.中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室,青岛2661002.自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋生态环境科学与技术重点实验室,青岛2660613.青岛海洋科学与技术试点国家实验室,海洋生态与环境科学功能实验室,青岛266237收稿日期:2022-04-29㊀㊀录用日期:2022-08-01摘要:近年来,由人类活动引起的近海环境污染不断加剧,这使得有害藻华(harmful algal blooms,HABs)暴发的范围及危害不断扩大,其中有毒微藻藻华也因其毒性效应而逐渐受到关注㊂18世纪后期以来,全球气候变化加剧了有毒藻华的发生和发展,其中有毒藻华暴发的潜力和危害性也可能增加,环境二氧化碳(CO 2)就是其中一个影响因素㊂到2019年为止,环境CO 2浓度已达到工业化(1750年)前的148%,对有毒藻华的发生㊁发展产生了重要影响㊂CO 2浓度的升高能够缓解微藻的碳限制,促进产毒藻类的固碳和生长;同时,CO 2溶于海水使得海水pH 降低,也有可能对某些有毒藻华微藻的生长产生影响㊂CO 2浓度升高还会影响有毒微藻藻毒素的合成,提高产毒效率或促使毒素由低毒性组分转化为高毒性㊂本文综述了环境CO 2浓度升高对有毒藻华微藻生长和产毒等的研究进展,探讨了CO 2升高背景下有毒藻华暴发的潜力及危害性,以期为深入研究全球变化对有毒藻华的影响提供参考,并为有毒藻华监测预警方案的优化提供理论支撑㊂关键词:CO 2;气候变化;有毒藻华;藻毒素文章编号:1673-5897(2023)2-141-11㊀㊀中图分类号:X171.5㊀㊀文献标识码:AResearch Progress on Effect of Elevated CO 2on Growth and Toxicity of Marine Toxic MicroalgaeGong Yuchen 1,2,3,Qu Pei 2,3,Liu Ruijuan 3,Chen Hongju 1,3,Pang Min 2,3,*1.The Key Laboratory of Marine Environment and Ecology,Ministry of Education,Ocean University of China,Qingdao 266100,China2.Key Laboratory of Marine Eco -Environmental Science and Technology,First Institute of Oceanography,Ministry of Natural Re -sources of China,Qingdao 266061,China3.Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology (Qingdao),Marine Ecology and Environmental Science Laboratory,Qingdao 266237,ChinaReceived 29April 2022㊀㊀accepted 1August 2022Abstract :In recent years,the pollution of coastal environment has been aggravated by human activities.As a re -142㊀生态毒理学报第18卷sult,the coverage and influence of harmful algae blooms(HABs)have been expanded.Among them,toxic algal blooms have drawn much attention due to its toxin productions.Since the industrial revolution after18th Centry,theclimate changes resulted from elevated environmental carbon dioxide(CO2)have intensified the occurrence ofHABs and could increase their toxicity.It was reported that the environmental CO2level in2019has reached148% of that before industrialization(1750),which may influence the potent and harm of toxic algal blooms.The elevat-ed CO2can alleviate the carbon limitation and promote carbon fixation and growth of toxic microalgae.However,lower pH may inhibit the growth of some species.The increasing of CO2concentration can also affect the toxin production and increase the cytotoxicity of some species,which increases the toxin synthesis or changes the toxincomposition with higher toxic components.This paper reviews the effects of elevated CO2on the growth and toxic-ity of marine toxic microalgae,discussed the potential changes of toxic algal blooms under elevated CO2and pro-vided optimization suggestions to strengthen toxic algal bloom monitoring with climate changes.This study sug-gests that it is necessary to consider the changes of environmental CO2during coastal water monitoring.And adjus-ting the monitoring index of toxic algae density timely may provide a more accurate way to predict the toxicity of HABs.Keywords:CO2;climate change;harmful algal blooms;algal toxin1㊀有毒藻华㊁藻毒素与气候变化(Toxic algal blooms,algal toxins and climate changes) 1.1㊀有毒藻华有害藻华(harmful algal blooms,HABs)是指海洋中的浮游生物,如浮游微藻㊁原生动物或细菌等,在一定的环境条件下,短时间内异常增殖和聚集,引起水色变化的灾害性海洋生态现象[1]㊂HABs会导致海洋生态系统的严重破坏[2]㊂近20年来,近海HABs不断加剧,成为全球性的海洋环境问题㊂20世纪90年代以来,对HABs的研究开始强调其毒性和危害性,HABs中的有毒藻华越来越受到关注[3]㊂本文综述主要指的是海洋有毒微藻暴发性增殖形成的藻华㊂甲藻和硅藻是形成有毒微藻藻华的主要藻种㊂世界各地已报道的4000余种微藻中,能引发HABs 的种类有337种[4]㊂其中,至少有100种可以产生并分泌藻毒素[5]㊂我国已有记录的海洋有毒微藻有17种[6-20](表1)㊂近年来,随着人类活动对近海环境污染的加剧,有毒藻华灾害频繁暴发㊂根据2016 2020年的中国海洋灾害公报统计,我国近海多次引发HABs的藻种以东海原甲藻(Prorocentrum dong-haiense)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)等产毒甲藻为主(表2)㊂在2018年,米氏凯伦藻作为中国近海有毒藻华的主要优势种,引发有毒赤潮7次,累计面积214km2[8]㊂有毒藻华不仅影响植食性鱼类和滤食性贝类等海产品品质,对海洋渔业造成经济损失,还可引发人类中毒事件,危害人类健康㊂1.2㊀藻毒素海洋有毒微藻产生的藻毒素各不相同且结构复杂㊂海洋藻毒素最初是按照引起人类中毒的症状以及毒素传递媒介被分为:麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish poisoning toxins,PSTs)㊁腹泻性贝类毒素(di-arrhetic shellfish toxins,DSTs)㊁神经性贝类毒素(neu-rotoxic shellfish toxins,NSTs)㊁记忆缺失性贝类毒素(amnesic shellfish toxins,ASP)㊁西加鱼毒素(ciguatera fish toxins,CFTs)和溶血性毒素(haemolytic toxins, HTs)等[21]㊂后来随着分析化学的发展,越来越多的海洋藻毒素结构被解析出来,2004年,联合国粮农组织㊁联合国政府间海洋学委会和世界健康组织,根据海洋藻毒素的化学结构,将其划分为八大类,包括氮杂螺环酸组(AZA)㊁短裸甲藻毒素组(BTX)㊁环亚胺类毒素组(CI)㊁大田软海绵酸毒素组(OA)㊁扇贝毒素组(PTX)㊁虾夷扇贝毒素组(YTX)㊁石房蛤毒素组(STX)和软骨藻酸组(DA)等[22]㊂这种分类方式较早前根据中毒症状对毒素的分类方法能更准确地将各种毒素进行归类比较,因此也逐渐成为目前使用更普遍的分类方式㊂STX和DA是水溶性毒素[23]㊂STX分子式为C10H17N7O4,在高温和酸性条件溶液中稳定,是毒性最强的神经毒素之一,主要来源为膝沟藻属(Gon-yaulax)和亚历山大藻属(Alexandrium)[24]㊂DA是一种非蛋白氨基酸,分子式为C15H21NO6,可导致记忆力丧失,主要来源于拟菱形藻属(Pseudonitzschia)[24],在近海被检出较多[23]㊂AZA㊁BTX㊁CI㊁OA㊁PTX和YTX均为脂溶性毒素,且除CI外均为聚醚类化合第2期宫于琛等:环境CO 2浓度升高对海洋有毒微藻生长及产毒的影响研究进展143㊀物㊂AZA 的结构包含6,5,6-三螺环㊁一个环胺结构和羧基,主要来源为环胺藻属(Azadinium )[25]㊂OA 分子式为C 44H 68O 13,主要来源于鳍藻属(Dinophysis )和原甲藻属[24]㊂BTX 是包含10~11个环状结构的大环聚醚类物质,主要由短裸甲藻(G.brevis )产生㊂PTX 和YTX 同为大环内酯聚醚毒素㊂PTX 包含8个小环醚,产毒藻主要为鳍藻属[26]㊂YTX 含有2个磺酰基,已报道的产毒藻有网状原甲藻㊁多边舌甲藻(Lingulodinium polyedrum )和具刺膝沟藻(G.spinif -era )[27]㊂CI 大多由海洋甲藻产生,也可以在贝类等生物中通过代谢作用形成[26]㊂脂溶性藻毒素在近海海水中及贝类样品中较易被检出,其中OA 组和PTX 组毒素分布最为广泛,在大西洋㊁太平洋及地中海沿岸多个国家近海均有检出[23]㊂表1㊀中国近海已有记录产毒藻种统计Table 1㊀Statistics of recorded toxigenic algae species in offshore China产毒藻种Toxic algal species 种名Specific name分布海域Distribution in ocean藻毒素种类Toxin type参考文献References芬迪亚历山大藻Alexandrium fundyense YS,BS 塔玛亚历山大藻Alexandrium tamarense YS,BS,ECS,SCS微小亚历山大藻Alexandrium minutum SCS 太平洋亚历山大藻Alexandrium pacificum YS,BS,ECS,SCS 链状裸甲藻Gymnodinium catenatum YS,BS,ECS巴哈马梨甲藻Pyrodinium bahamense SCS 石房蛤毒素组(STX)Saxitoxin (STX)[7][8][8][7,9-10][11][12]渐尖鳍藻Dinophysis acuminata YS 大田软海绵酸毒素组(OA)㊁扇贝毒素(PTX)组Okadaicacid (OA),pectenotoxin (PTX)[13]利玛原甲藻Prorocentrum lima SCS 慢原甲藻Prorocentrum rhathymum YS,SCS 东海原甲藻Prorocentrum donghaiense ECS 大田软海绵酸毒素组(OA)Okadaic acid (OA)[14][15][8]拟菱形藻Pseudo -nitzschia simulans SCS软骨藻酸组(DA)Domoic acid (DA)[16]腹孔环胺藻Azadinium poporum YS,BS,SCS 氮杂螺环酸组(AZA)Azaspir acid (AZA)[17]网状原甲藻Protoceratium reticulatum YS 虾夷扇贝毒素组(YTX)Yessotoxin (YTX)[18]奥氏亚历山大藻Alexandrium ostenfeldii YS,BS 削廋伏尔甘藻Vulcanodinium rugosum SCS 环亚胺类毒素组(CI)Cyclicimine (CI)[19][20]米氏凯伦藻Kerina mikimoto YS,ECS 短凯伦藻Kerina breveECS短裸甲藻毒素组(BTX)Brevetoxin (BTX)[8][8]注:BS 代表渤海,YS 代表黄海,ECS 代表东海,SCS 代表南海㊂Note:BS means the Bohai Sea,YS means the Yellow Sea,ECS means the East China Sea,and SCS means the South China Sea.表2㊀2016 2020年中国近海有害藻华(HABs )优势种㊁藻华次数和累计受灾面积Table 2㊀The main dominant species,event numbers and cumulative areas of harmful algalblooms (HABs)in coastal sea areas during 2016 2020in China年份Year 有害藻华优势种数Numbers of HABs dominant species主要有害藻华优势生物Main HABs dominant species 引发有害藻华次数Number of times累计受灾面积/km 2Cumulative affected area/km 2202014东海原甲藻P.donghaiense 101215201916东海原甲藻P.donghaiense 121251201818米氏凯伦藻K.mikimotoi 7214201734米氏凯伦藻K.mikimotoi 121247201628东海原甲藻P.donghaiense152966144㊀生态毒理学报第18卷1.3㊀全球气候变化与CO2浓度升高全球气候变化包括了温度㊁降水㊁营养盐㊁太阳辐射和温室气体浓度等诸多因素,这些因素对浮游植物的生命活动产生重要的影响,加剧近海海洋有毒微藻暴发性增殖带来的危害㊂降水的变化可能改变表层海水营养盐条件,其中磷(P)或氮(N)营养盐的限制可以显著影响海洋有毒微藻的细胞毒性[28-30]㊂温室气体的过度排放导致了温室效应,据模型预测,到21世纪末全球表层海水平均温度将会持续升高1~4ħ[31]㊂海水温度升高可在特定海域促进部分产毒甲藻的短期快速增殖[32],使细胞毒素含量增加[33],增加有毒藻华形成的可能性,使低温下毒性更强的藻种引发的有毒藻华在纬度更高的海区出现[34-35],也可能使有毒藻华更快进入衰退期[28]㊂有研究预测温室效应引起的水温升高还可使上层海水更稳定,导致全球多处混合层变浅[36],这将使海洋有毒微藻收到的光照强度增加,也可促进其生长[37],影响有毒微藻合成毒素的浓度[38]㊂CO2是主要的温室气体,在燃烧化石燃料㊁砍伐森林㊁工业化和水泥生产等过程中排放㊂CO2在大气中的浓度已从工业革命前的284Pa又上升到2013年的400Pa[31]㊂联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)第5次评估报告预估,到21世纪末(2100年)大气CO2分压可能达到1013Pa[31]㊂海洋是地球表面最大的碳库,吸收了人类排放CO2总量的1/3[32]㊂随着海洋吸收CO2量的增加,海水pH也随之降低,引起海洋酸化㊂与19世纪70年代前相比,表层海水H+浓度已增加了32%,pH下降了0.1[34-35]㊂IPCC预测,到21世纪末表层海水pH将下降0.3~ 0.4[31]㊂Jiang等[39]预测,到21世纪末,海洋表层的溶解性无机碳将増加12%㊂同时,海水pH降低及CO2浓度增加将影响氮的氧化还原反应以及自养生物在调节氮循环中的生物反应,影响营养盐的形态和循环,进而影响海洋有毒藻华的发生[40-41]㊂环境CO2浓度的升高不仅会影响海洋有毒微藻光合作用效率㊁固碳和生长等,还可能促使某些微藻所产毒素的毒性增强,加剧有毒藻华暴发的危害,并和其他气候变化因素共同作用,影响海洋有毒微藻的生长和产毒㊂2㊀环境CO2浓度升高对海洋有毒微藻生长及产毒的影响(Effect of elevated CO2on growth and tox-icity of marine toxic microalgae)浮游植物是海洋生态系统的初级生产者,贡献了地球约50%的初级生产力[42]㊂包括海洋有毒微藻在内的浮游植物能够通过吸收CO2调节气候,在海洋和全球碳循环中起着举足轻重的作用㊂同时,环境CO2浓度升高也会引起海水碳酸盐系统的改变,使得海洋生物赖以生存的生境发生变化,反过来影响有毒微藻的生理㊁生长和新陈代谢过程㊂2.1㊀环境CO2浓度升高对海洋有毒微藻生长的影响海洋有毒微藻的生长除了受温度㊁营养盐㊁光照和盐度的影响外,还往往受到碳限制[43]㊂为克服碳限制,藻类利用其碳浓缩机制(CO2concentrating mechanism,CCM),催化HCO-3和CO2之间的相互转化㊂CO2浓度升高有助于缓解藻类的碳限制,改变它们的生长周期,促进初级生产力的提高,但这种影响会因藻种不同而存在明显差异[44],表现为对有毒微藻生长的促进或抑制,具有Ⅱ型核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco酶)的甲藻对碳限制更敏感[45],因此高浓度的CO2能显著提高这些有毒甲藻的生长速度㊂已有研究表明,环境CO2浓度的提高,会增强某些甲藻,如强壮前沟藻(Amphidinium carter-ae)㊁塔玛亚历山大藻(A.tamarense)和网状原甲藻(P. reticulatum)等的Rubisco酶和碳酸酐酶(carbonic an-hydrase,CA)的活性,进而促进光合作用[44]㊂然而,也有研究指出,高浓度CO2会降低藻类对溶解无机碳(DIC)的亲和力,下调CCM[46]㊂例如,假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)和中肋骨条藻(Skele-tonema costatum)等在高浓度CO2环境下CA酶活性显著降低(P<0.05),HCO-3向CO2的转化受到抑制,光合作用效率降低[38]㊂此外,环境CO2浓度升高也会影响藻类Rubisco酶的活性,影响氧化还原作用和电子传递作用,抑制或促进藻类的光呼吸,从而改变细胞的光合效率及呼吸效率,影响有毒微藻的生长[47-49]㊂部分有毒微藻在环境CO2升高条件下的生长情况如表3所示[44-45.47,50-54]㊂如前所述,海洋吸收大气中过量的CO2使海水pH下降,部分藻类因其生理结构或特性,可能对海水pH降低产生反应[55],如高CO2浓度和低pH会降低碳酸酐酶对溶解性无机碳的亲和力,抑制部分甲藻的生长[56]㊂另外,Brandenburg等[57]采用荟萃分析方法评估CO2富集对亚历山大藻生长和毒性的影响得出,与其他浮游植物物种相比,由CO2驱动的生长速度增加可能为有毒藻华物种带来额外的竞争优势㊂高浓度的环境CO2对不同藻类生长影响第2期宫于琛等:环境CO2浓度升高对海洋有毒微藻生长及产毒的影响研究进展145㊀的差异,也可能改变生物的种间竞争关系,导致浮游植物群落物种组成改变㊁优势种更替㊂例如,米氏凯伦藻和盐生杜氏藻(Dunaliella salina)在共培养体系中,2种微藻的最大环境容纳量相对于单培养体系均受到显著(P<0.05)抑制,环境CO2升高使2种微藻的竞争关系表现为向有利于米氏凯伦藻的方向发展[54]㊂环境CO2的升高对海洋有毒微藻生长的促进作用使其能在更短的时间达到预警密度,或者其峰值密度更高,产生危害的相应增大㊂2.2㊀环境CO2浓度升高对海洋有毒微藻产毒的影响环境CO2浓度升高往往会影响海洋有毒微藻的新陈代谢,进而影响其代谢产物 藻毒素㊂多种海洋有毒微藻在环境CO2浓度升高条件下毒素产量增加㊂例如,Tatters等[55]发现CO2浓度升高刺激链式亚历山大藻(A.catenella)产生更多毒素㊂在环境CO2水平升高的条件下,从东海分离的塔玛亚历山大藻株的生长和细胞毒性均显著(P<0.05)增加[58]㊂Sun等[59]的研究表明高浓度CO2刺激多列拟菱形藻(Pseudo-nitzschia multiseries)产生更多的DA㊂胡顺鑫等[54]发现米氏凯伦藻在高浓度CO2环境中的无细胞过滤液对盐生杜氏藻有明显的抑制作用,据此推测高浓度的CO2使米式凯伦藻分泌的溶血性毒素等化感物质增多㊂Jin等[60]通过海洋酸化的中尺度宇宙实验(mesocosm experiment),发现海洋球石藻(Emiliania huxleyi)产生的有毒酚类化合物随着CO2浓度升高而明显增多㊂有研究报道比较了CO2限制和CO2饱和条件下短凯伦藻(K.breve)产毒情况,发现藻细胞在CO2饱和条件下产生的DA是CO2限制条件下的3倍~4倍[61]㊂也有研究发现,高CO2浓度可延长芬迪亚历山大藻(A.fundy-ense)的分裂周期,增加藻毒性[62]㊂当然,环境CO2浓度升高并不是对所有海洋有毒微藻的产毒都具有促进作用,也有一些藻种,如红褐藻(Chrysochromu-lina polylepis)㊁多列拟菱形藻等产生的毒素含量随着CO2增加而显著降低(P<0.05)[63]㊂表3㊀部分海洋有毒微藻在环境CO2升高条件下生长情况的变化Table3㊀Growth changes of some toxic microalgae under the condition of elevated CO2有毒微藻种类Toxin microalgae species藻种分选源地Source of toxic algaeCO2胁迫条件(pCO2/Pa)CO2stress condition(pCO2/Pa)促进或抑制生长Promote or inhibit growth参考文献References赤潮异弯藻Heterosigma akaahiwo中国长江口Yangtze Estuary,China1013ʏ[50]中国秦皇岛Qinhuangdao,China1013;2026ʏ[51]微小亚历山大藻A.minutum中国东海East China Sea810;1216ʏ[52]中国南海South China Sea810;1216ʏ[45]塔玛亚历山大藻A.tamarense中国东海East China Sea1013ʏ[53]北海(德国近岸区域)North Sea(German coastal area)810;1216ˌ[44]东海原甲藻P.donghaiense中国近海China offshore810;1520ˌ[47]米氏凯伦藻K.mikimotoi中国近海China offshore810;1520ˌ[47]中国近海China offshore1013;2026ʏ[54]锥状斯氏藻Scrippsiella trochoidea北海(德国近岸区域)North Sea(German coastal area)810;1216ˌ[44]注:ʏ表示促进生长,ˌ表示抑制生长;pCO2为CO2浓度㊂Note:ʏmeans promote toxin algae growth,andˌmeans inhibit toxin algae growth;pCO2stands for concentration of CO2.146㊀生态毒理学报第18卷㊀㊀CO2浓度升高不仅影响海洋有毒微藻的毒素产量,同样也能影响其所产毒素组分㊂van de Waal等[64]的研究显示,环境CO2分压高达1216Pa时,塔玛亚历山大藻所产的毒素总量基本不变但毒性降低,因其麻痹性贝类毒素(PSP)向毒性更小的无磺基毒素转化㊂Fu等[65]证明了高CO2分压导致剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)胞内毒素向毒性更强的衍生物转化㊂Kremp等[66]发现分离自波罗的海的亚历山大藻PSTs毒素组成随着CO2浓度的增加而改变,其中西加毒素(GTX)含量在不断增加㊂Pang等[58]的研究结果表明,与400Pa相比,在环境CO2分压为1013Pa条件下我国东海的塔玛亚历山大藻虽然单细胞毒素产量减少了一半,但是由于细胞内毒性较强的GTX1和GTX4组分浓度的增加,单个藻细胞的毒性增强了近60%㊂表4总结了部分海洋有毒微藻在高浓度环境CO2条件下主要致毒组分表4㊀部分海洋有毒微藻在高浓度环境CO2条件下主要致毒组分的变化及毒性增减情况Table4㊀Changes of major toxic components and the toxicity of some toxicmicroalgae under high concentrations of CO2有毒微藻Toxic microalgae藻种分选源地Source of toxic algaeCO2胁迫条件(pCO2/Pa)CO2stress condition(pCO2/Pa)致毒组分及变化Toxin componentsand changes毒性增加或减少Changes oftoxicity参考文献References微小亚历山大藻A.minutum中国东海East China Sea810;1216GTX1ʏ,GTX2ˌ,GTX3ˌ,GTX4ʏʏ[51]中国南海South China Sea810;1216GTX1ʏ,GTX2ˌ,GTX3ˌ,GTX4ʏʏ[45]塔玛亚历山大藻A.tamarense中国东海East China Sea1013GTX1ʏ,GTX4ʏ,C1ˌ,C2ˌʏ[58]德国近海German offshore182~1216STXˌ,NEOʏˌ[64]芬迪亚历山大藻A.fundyense美国缅因州海湾Gulf of Maine,United States of America1013;1317C2ˌ,GTX3ʏʏ[69]美国纽约北港湾New York North Harbor,United States of America912~1925GTX1ʏ,GTX4ʏ,C1ˌ,C2ˌʏ[62]加拿大芬迪湾Bay of Fundy,Canada912~1925 [62]奥氏亚历山大藻A.ostenfeldii 波罗的海Baltic sea760STXʏ,(GTX2+GTX3)ˌʏ[68]剧毒卡尔藻K.veneficum美国南加州沿海Coastal Southern California,United States of America755KmTx-1ʏ,KmTx-2ˌʏ[69]多列拟菱形藻P.multiseries美国南加州沿海Coastal Southern California,United States of America775DAʏʏ[59]海洋球石藻E.huxleyi德国近海German offshore1013酚类化合物ʏPhenolicʏʏ[60]注:ʏ表示毒素含量增加,ˌ表示毒素含量减少, 表示无明显变化;pCO2为CO2浓度;GTX1~4为膝沟藻毒素(Gonyautoxins),C1㊁C2为N-磺酰氨甲酰基类毒素(N-sulfocarbamoyl toxins),STX表示石房蛤毒素(saxitoxin),NEO表示新石房蛤毒素(neosaxitoxin),KmTx-1㊁KmTx-2表示卡尔藻毒素(karlotoxins),DA表示软骨藻酸(domoic acid)㊂Note:ʏmeans an increase of toxin,ˌmeans a decrease of toxin,and means there is no significant change of toxin;pCO2stands for concentration of CO2;GTX1~4stand for gonyautoxin1~4,C1,C2stand for N-sulfocarbamoyl toxins,STX stands for saxitoxin,NEO stands for neosaxitoxin, KmTx-1,KmTx-2stand for karlotoxins and DA stands for domoic acid.第2期宫于琛等:环境CO2浓度升高对海洋有毒微藻生长及产毒的影响研究进展147㊀的变化及毒性增减情况㊂已有研究结果显示,不同海洋有毒微藻产毒对CO2浓度升高的响应不同,且同一藻种的不同地域株之间也有差异,如Hattenrath-Lehmann Theresa等[62]的研究结果显示,在较高水平的CO2分压下,分离自纽约北港湾的芬迪亚历山大藻总细胞毒性显著提高71%~81%(P<0.05),而分离自芬迪湾的芬迪亚历山大藻则无变化㊂也有研究发现分离自我国广东省珠江口海域的塔玛亚历山大藻,高浓度的环境CO2(1114Pa)可以减轻富营养化氮源对毒性的影响[67]㊂因此未来气候变化对有海洋有毒微藻产毒的影响可能需要结合不同海域的环境理化因素综合考虑和具体分析㊂另外,早期有研究通过直接在培养体系内添加酸(HCl)或碱(NaOH)调节水体的pH,改变水体的CO2溶解饱和度,以分析CO2对海洋有毒微藻生长和产毒的影响[68-69]㊂但添加酸碱改变pH会影响毒素的手性性质,进而影响毒性,并不能真实反映环境CO2浓度变化对海洋有毒微藻生长和产毒的影响㊂现在更多的研究采用向培养环境中泵入不同CO2分压的气体或CO2饱和水的方式,使实验结果更具可比性[56,59]㊂2.3㊀其他环境因子与CO2升高的协同作用随着全球气候变化加剧,海水变暖㊁海洋酸化对有毒藻华的影响受到广泛关注,也有研究将环境CO2浓度与其他环境因素如营养盐㊁海水温度结合,探究它们对海洋有毒微藻生长和产毒的协同影响㊂例如在酸化环境中升高海水中NʒP的比例可促进微小亚历山大藻细胞毒素含量和毒性的增加,但不能促进其生长[70];在N限制和CO2升高的协同作用下,芬迪亚历山大藻的细胞毒性高于任一因素单独作用的结果[71-72];在硅酸盐限制条件下升高CO2水平会使拟菱形藻(P.fraudulenta)的细胞毒性显著增强(P<0.05)[55]㊂CO2浓度升高与海水温度升高能够协同作用,刺激铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长,但主要是通过提高铜绿微囊藻的生物量来影响总毒素含量,而单个细胞的产毒量并不随CO2浓度和温度升高而增加[73]㊂这也提示我们对多个影响因素的综合探究有助于进一步了解毒素变化的机制,并预估这些气候因素的耦合作用对海洋中有毒藻华在实际海区中暴发的条件㊁毒性和危害有怎样的影响㊂目前探究环境CO2分压对有毒微藻生长及产毒的影响多为室内模拟实验,但考虑生物和非生物因素之间复杂的相互作用,已有研究通过设计更接近自然条件的中宇宙野外实验探究CO2分压升高及其他环境因素共同作用对一些浮游植物的影响㊂如Wohlrab等[74]在瑞典Gullmar海湾进行的中宇宙实验表明,高CO2分压的硅藻群落中软骨藻酸含量显著增加,这可能与群落结构向拟菱形藻的转变和/或拟菱形藻体内软骨藻酸产量的增加有关,且在营养有限的条件下,CO2分压水平升高会协同增加软骨藻酸的水平㊂目前针对有毒微藻的野外围隔实验研究还很有限,在未来的研究中应该着重开展此类方法的实验工作㊂3㊀研究展望(Research prospect)综上所述,环境CO2浓度的升高会影响海洋有毒微藻的生长和产毒,使有毒微藻暴发性增殖时的环境风险发生变化㊂尽管迄今已有大量的研究致力于揭示海洋酸化对海洋生物的影响,但由于海洋有毒微藻地域分布较广,且种类分支较多,因此目前的研究结果尚未获得较为统一的结论㊂未来研究气候变化对有海洋有毒微藻产毒的影响可结合不同海域的环境理化因素综合考虑,将这些研究结果进行比较和联系㊂另外,气候变化对浮游植物尤其是海洋有毒微藻的影响研究,目前多为通过室内模拟某种气候变化条件进行实验研究,难以实现自然海区中,海水温度㊁海水pH㊁光照强度和营养盐等多种理化因素的变化,可能与实际情况存在差距,温室气体对气候变化背景下的海洋环境产生的复杂多元交互影响仍待继续探究㊂目前已有研究人员通过中宇宙野外实验体系加入CO2气体或饱和水的方式来模拟研究环境CO2升高对常见水生生态系统中无毒HAB微藻演替的影响㊂但由于海洋有毒微藻的产毒特性,对其开展野外实验时藻毒素进入海洋造成环境污染的安全隐患,以及如短裸甲藻毒素能形成气溶胶进而引发气喘㊁神经伤害等的安全问题,如何在安全保障的前提下开展有毒藻的中宇宙生态系统模拟实验也是亟待在未来进一步解决的技术瓶颈㊂在应用的层面,已知多种气候因素对环境条件的改变,使海洋有毒微藻在浮游生物群落中相对于其他非产毒藻变得更具竞争力[57,67,74],增强了部分有毒微藻产生㊁分泌藻毒素,使得海洋环境中有毒藻华发生的可能性和危害性都将增加㊂因此,在实际藻。
基于群体感应的藻菌生物膜形成过程调控及其固碳机制1. 引言1.1 概述藻菌生物膜是由藻类和细菌等微生物共同组成的一种特殊的生物结构,广泛存在于自然界中的水体、土壤和岩石等环境中。
它们通过相互作用形成复杂而稳定的群体结构,并对环境起到重要的影响。
在过去的几十年里,对于群体感应机制和固碳模式的研究取得了显著进展,但对于藻菌生物膜形成过程调控及其固碳机制仍存在许多未解之谜。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行讨论。
首先,在引言部分概述了研究背景和意义,以及文章的结构安排。
接下来,在第二部分中,我们将详细介绍藻菌生物膜形成过程调控方面的知识,包括群体感应概述、影响藻菌生物膜形成的因素以及调控机制。
第三部分将重点探讨固碳机制研究进展,包括藻菌生物膜固碳特点、固碳机制调控因素以及生物膜固碳效率提升方法。
在第四部分,我们将介绍研究中使用的具体方法和实验设计,包括实验材料和样本收集、实验步骤和操作流程,以及数据分析与统计处理方式。
最后,在结论与展望部分,我们将总结研究的主要发现并展望未来进一步的研究方向。
1.3 目的本文旨在系统地探讨基于群体感应的藻菌生物膜形成过程调控及其固碳机制。
通过对相关研究的综合分析和解读,希望能够深入了解群体感应对于藻菌生物膜形成过程中的调控作用,以及固碳机制在环境修复和资源利用方面的潜在应用价值。
同时,本文也将介绍新颖、可行的方法和实验设计,为后续相关研究提供参考,并为环境保护和可持续发展提供理论依据和实践指导。
2. 藻菌生物膜形成过程调控2.1 群体感应概述群体感应是一种基于细胞间通信的现象,通过分泌和接受信号分子来实现群体内部的协同行为。
在藻菌生物膜形成过程中,群体感应起到了至关重要的作用。
2.2 影响藻菌生物膜形成的因素藻菌生物膜的形成受到多种因素的影响。
首先,环境条件如温度、光照强度、pH值等可以影响藻菌的生长和代谢活性,从而对生物膜形成产生影响。
其次,营养物质的可用性也是一个重要因素。
微藻对环境的应用价值微藻是一类微小的藻类生物,广泛存在于自然界的水体中,具有极高的生物活性和生物多样性。
近年来,人们对微藻的研究逐渐深入,发现微藻在环境保护和可持续发展方面具有重要的应用价值。
本文将从净化水体、固碳减少温室气体、生物能源和食物营养等方面探讨微藻对环境的应用价值。
微藻在净化水体方面具有重要作用。
由于过度的工业污染和人类活动,许多水体受到了严重的污染。
微藻具有高效的吸附和降解有害物质的能力,可以去除水中的重金属、有机污染物和营养盐等。
微藻还可以利用光合作用吸收水中的二氧化碳,并释放出氧气,改善水体的氧气含量,提高水质。
此外,微藻还可以作为生物滤料,去除水体中的悬浮颗粒和浊度,使水变得清澈透明。
因此,利用微藻进行水体净化是一种环保、经济和高效的方法。
微藻还可以固碳减少温室气体的排放。
温室气体的过度排放是导致全球气候变暖的主要原因之一。
微藻在进行光合作用时,可以吸收大量的二氧化碳,将其转化为有机物质,并释放出氧气。
根据研究,微藻的固碳效率比陆地植物高出数倍,是一种理想的固碳材料。
此外,微藻还可以通过生物质能源的转化,将固定的碳转化为生物燃料,如生物柴油和生物气体,从而减少对化石燃料的依赖,降低温室气体的排放量。
微藻还被广泛应用于生物能源领域。
由于微藻具有高产量、生长快、生物可再生等特点,被认为是一种理想的生物能源原料。
微藻可以通过光合作用,将太阳能转化为化学能,并积累在细胞中。
这些细胞可以提取出来,经过处理,可以制成生物柴油、生物乙醇和生物气体等能源产品。
与传统能源相比,微藻能源不仅具有环保和可再生的特点,而且可以有效减少对化石燃料的依赖,为可持续发展做出贡献。
微藻还具有丰富的营养价值,可以作为人类食物的重要来源。
微藻富含蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等营养成分,是一种理想的健康食品。
例如,螺旋藻是一种常见的微藻,富含丰富的蛋白质和抗氧化物质,具有抗衰老和增强免疫力的作用。
而衣藻则富含欧米伽-3脂肪酸,有助于降低血脂和保护心脑血管健康。
微藻固碳研究现状及发展思路阅读:9822012-04-18 13:12标签:杂谈华东理工大学李伟康少锋摘要: 人类工农业生产造成大量CO2的排放,特别是化石原料的大量使用,造成CO2的大量排放,使大气中CO2浓度升高,产生温室效应。
采用微藻固碳技术对集中排放的CO2进行合理利用,是一个实现碳减排和碳循环的可行方法。
如何经济合理的实现该技术的产业化成为关键。
本文对微藻固碳技术的研究现状进行了归纳分析,并对微藻固定CO2技术的发展及产业化前景进行探讨。
关键词: 微藻,CO2生物固定,温室气体随着社会经济和工业化的迅猛发展,化石原料的过度使用,CO2排放量与日俱增,温室效应日趋严重,CO2减排已成为亟待解决的全球性问题。
2009年联合国哥本哈根气候大会,标志着一个以减少碳排放和提升碳吸储能力为核心的低碳经济时代的来临。
固碳技术国内外有大量的研究,大致上可分为化学法、物理法和生物法等三大类。
物理固碳技术,通过分离、压缩将CO2封存[1],储存于海洋、地下含水层、废弃煤矿区、耗乏天然气矿区和耗乏原油矿区,或用于油田的回灌开采。
但物理封存技术存在捕获时高投入和高能耗的缺点。
此外注入深海的CO2会慢慢泄漏到大海中,进而加剧海水酸化等更加严重的环境问题[1]。
因此其固碳经济性、实效、安全性有待验证。
化学固碳技术从热力学角度分析,是一种不合理、不经济的循环模式,本文不作讨论。
通过生物体生命过程中的光合作用完成生物固碳,是自然界实现碳循环的途径。
然而,树木、植物只能缓慢吸收大气中的二氧化碳,受土地面积的限制,其消纳二氧化碳的总量与人类生产活动的排放量比,十分有限。
而与农作物相比,微藻具有光合速率高、繁殖快、环境适应性强,可调控以及可与其他工程技术集成等优点,可获得高效、立体、高密度的培养。
每吨微藻生物约可固定2吨CO2,且微藻培养过程可对点源排放的CO2进行利用。
微藻富含蛋白、油脂,固碳后可产生高油脂的藻体(有报道称微藻的产油能力是普通农作物的15至300倍[2]),可作为生物柴油和人类营养食品的原料,提高了微藻固碳过程的经济性,同时实现了碳的利用和自然循环。
因此,微藻生物固碳技术有望成为具有相当可行性的CO2固定方法。
然而,微藻固碳技术要真正实现产业化还存在许多问题,丞待研究和解决。
本文对微藻固碳技术的研究现状和发展进行分析,供研究者探讨。
1.微藻生物固碳技术的研究现状微藻的研究始于20世纪60年代,是作为生物柴油原料。
20世纪70年代中东战争等因素导致国际原油供应紧张,美国、日本、澳大利亚等西方国家为了减少对进口原油的依赖,大力资助微藻培养产油项目[3]。
美国在1978-1996年由国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)牵头并联合多个单位进行的《水生物种计划——藻类生物柴油》(Aquatic species program—biodiesel from algae,ASP)最为著名,该计划开展了包括产油微藻优良藻种筛选、培养模式、油脂代谢调控与分子操作等方面的研究。
虽然利用微藻产油在技术上可行,但其成本比当时石油价格高出很多[3]。
能源微藻的研发曾一度中断。
21世纪的能源危机和全球变暖问题的双重作用,使微藻研究进入高潮。
生物、环境、能源及工程等方面的学者在这一领域开展了大量研究工作。
从生物固碳角度出发,研究主要集中在以下方面。
1.1藻种的研究和选育CO2的排放主要来源于火电厂和钢铁冶炼企业,排放废气中CO2浓度高,总量极大。
大规模的微藻培养固碳要利用和消纳这些工业尾气。
通常这些工厂排放的工业废气温度高,CO2的含量高达15%-20%(V/V),并且含有低浓度的如SOX、NOX等有毒气体和微量重金属离子。
因此选育的藻种必须具有耐高温、耐高浓度CO2、耐低浓度的有毒气体等特性。
人们对一些藻种进行研究、分离、驯化和选育[4],获得具有高浓度CO2耐受性的微藻。
由微藻利用烟道气中CO2方面的文献可知,许多微藻均能承受较高浓度的CO2和适当浓度的SOX和NOX(可达150ppm)[5]。
固定二氧化碳的微藻主要有小球藻(Chorella sp.)[6]螺旋藻(Spirulina sp.)[7]、斜生栅藻(Scenedsmus obliquus.)[8]、嗜热蓝藻(Chlorogleopsis sp.)[9]、纤细裸藻(Euglena gracilis.)[10]等,这些藻都可以耐受一定浓度的CO2。
Kurano等[11]从韩国釜山海边培养出一种海洋绿球藻Chlorococcum littoral能耐受40%浓度的CO2,该藻在10%-20%浓度的CO2条件下能够快速地生长,生长速率达到0.078 h-1。
从热电厂的废水处理池中分离得到的Scenedesmusobliquus 和Chlorella kessleri对高浓度的CO2也有较好的耐受性:C. kessleri 在12%CO2条件下,最大比生长速率和藻细胞产率分别达0.267d-1和0.087 g/L/d;在6% CO2条件下,最大细胞产率为0.085g/L/d,并能在18% CO2下生长,这说明该株藻对于从富含CO2的蒸汽中固定CO2具有较大的潜力[12]。
Watanabe[13]等在新研制的气升式光生物反应器中通入10%CO2,并以0.3L/min的流量通入反应器内,小球藻的最大产率为21.5g/m2/d (或0.68 g/L/d)。
Watanabe等[14]从稻田中驯化出一种小球藻HA-1,该藻在5%-50%的CO2下,均可以保持生长。
刘玉环等[15]对微藻Scenedesmus dimorphus 通入33.3%的CO2进行研究,pH控制在7.5时,微藻最大固定CO2速率约为0.99 g/(L.d)。
有研究者以实际工业尾气或模拟工业气体进行微藻对工业废气中杂质成分的耐受研究[16-21],结果显示,在一定的pH值条件下,微藻对SOX、NOX有耐受能力,但对金属离子的存在较敏感。
1.2微藻固碳机理研究微藻大多是专性光合自养微生物,其光合作用和呼吸作用的强度大大超过同等重量的大型高等植物的代谢总量。
C、N、P、K、Mg、Ca、S等是微藻生长的主要营养元素,其中碳是最主要的,也是最重要的营养元素。
微藻从溶于水中的无机碳中获取碳源,无机碳源包括:CO2、H2CO3、HCO3-、CO32-各种形态所占比例因PH而异。
大部分微藻只吸收CO2,只有少数可以利用HCO3-等。
不少微藻在适应水体无机碳浓度变化的过程中,会在细胞内形成一种主动转化无机碳的机制---CO2的浓缩机制(CCMs)[22,23,24]。
该机制对于那些只能利用CO2的微藻来说十分重要,它是一种可以帮助微藻适应外界CO2浓度变化的特别机制。
CCMs生物的一个主要的生理特征为:细胞对CO2表现出很高的表观亲和力,即低浓度的CO2就能满足其进行光合作用的需要;而其体内催化固定的限速酶Rubisco,对CO2的亲合力却很低,需要较高的CO2浓度才能获得正常的反应速度[25,26]。
1.3微藻培养相关因素的研究影响微藻固碳速率的因素很多,除了最重要的CO2外,还有其它影响因素,如培养基成分、温度、PH、光照强度等。
培养基应该有充足的营养物质提供微藻的生长,如C、N、P、S等都是微藻细胞重要成分。
其他基本的无机盐包括Fe、Mg、微量元素。
不同的目标产物,微藻所需的培养基的成分是不同的。
比如需得到的目标产物可以提取生物柴油,那么微藻应具有高的油脂含量。
在培养过程中进行缺氮培养可以提高微藻的油脂含量,但同时微藻的生长速率受到限制,生物质量的产能会下降,所以有必要对提高微藻油脂含量和生物质产量二者做一个最优的权衡[27]。
温度是调控微藻细胞生理活动的一个重要因素。
温度太高,会加速微藻新陈代谢速率,生物质积累速率降低;温度太低,则会抑制微藻的生长[28]。
各种微藻都有其最适生长温度。
高春燕[29]等研究得到当温度在25℃-30℃的范围内有利于小球藻对CO2的固定。
Sung[30]等在进气CO2浓度为10%条件下进行实验,当温度为25℃-35℃时,小球藻Chlorella sp.KR-1生长变化不大,当温度为40℃时生长速率有所下降,但仍表现较快的生长速率和较高的细胞密度。
水中溶解的无机碳的形态与pH有关,pH值对微藻固定空气中的CO2有重要的影响。
大部分微藻生长的最适pH在7左右,然而某些品种的微藻可以耐高pH环境(如螺旋藻可在pH为9的环境生长)或低pH环境(如Chlorococcum littorale在pH为4的环境生长)。
微藻生物反应器系统中CO2浓度与pH存在一定关系。
有研究表明,微藻光合培养过程中pH的增加是微藻细胞生长消耗无机碳的一个信号[31]。
对于微藻,并不是光照越强越有利于光合作用。
大多数微藻只适合低强度的光照,当光照强度达到400mmol m2s-1 ,微藻的新陈代谢开始加速[32]。
例如小球藻和Scenedesmus sp的饱和光照强度为200mmol m2s-1。
Ther-mophilic Chlorogleopsis sp 具有较强的光照适应能力。
它可在36.9-246.1mmol m2s-1范围的光照强度下生长,在光强为200mmol m2s-1条件下生长最好[9]。
在光强较弱的条件下,许多微藻从光自养转变成异养生长,有些甚至可以光合混养生长。
1.4 光反应器的研究建立高效、成本合理的光反应器系统是微藻固碳放大培养最重要的环节。
微藻培养的光反应器有开放式和封闭式两类。
开放式光反应器结构简单,造价低。
户外开放式微藻固碳培养是接近自然生态系统的一种培养方式,最有可能应用于商业生产,它可以通过较少的投入获得较大的产出。
但是户外的培养也暴露出一些缺点。
比如培养池水分蒸发非常严重,用于光合作用的CO2很容易扩散到大气中,同时面临外界污染等缺陷[33]。
除此之外,还有不稳定的光照,在培养池的底部不充足的光照传递。
鉴于以上问题,开放式培养系统有待于进一步的研究和探索。
封闭式的光生物反应器具有CO2固定效率高,不易被外界污染的优点。
封闭式光生物反应器有较大的比表面积,可减少细胞之间的遮挡效应,这种遮挡效应在开放池中尤为严重。
目前研究较多的封闭式光反应器主要有:1、垂直管式光反应器;2、平板光反应器;3、柱式光反应器。
这些光反应器各具优缺点[34,35,36]。
管式和平板光反应器的比表面积约20-80 m2/m3,可获得的光照强度1150μE m-1 s-1,是细胞生长的最优条件[38]。
平板光反应器具有比表面积大,光程短和光照周期短的特点。
有研究表明用平板光反应器培养微藻可以获得更高的细胞密度和更高的光合效率[38]。