化石燃料在全球范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用,然而化石燃料在自然界的儲存是有限的,并且在燃燒過程中,釋放大量的有害氣體,危害人類健康,還會造成溫室效應(yīng)。由于化石燃料的枯竭而導(dǎo)致的能源危機以及原油產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟波動的問題逐漸變得嚴峻,因此需要找到其它替代品來滿足日益增加的能源需求。清潔能源的生產(chǎn)一直是人類面臨的挑戰(zhàn),從上個世紀以來,許多研究圍繞風(fēng)能、地?zé)崮�、太陽能與生物質(zhì)能源,與其它能源相比,生物質(zhì)能源引起了人們的極大興趣,生物質(zhì)能源主要由生物體積累而來。微藻吸引了越來越多人的關(guān)注,由于其具有生產(chǎn)生物質(zhì)能源的潛力。但微藻培養(yǎng)過程中需要消耗營養(yǎng)物質(zhì)來積累生物質(zhì),用廢水培養(yǎng)微藻被認為是獲得微藻生物質(zhì)的理想方案,而含有高濃度氨氮的養(yǎng)豬廢水適用于微藻的生長和碳水化合物的積累。目前微藻生物質(zhì)能源的大規(guī)模應(yīng)用受到限制,主要是由于收獲的生物質(zhì)少,碳水化合物含量低。本研究從哈爾濱市的水中分離出37株藻,將其中3株具有帶表性藻株進行鑒定,最后篩選得到一株碳水化合物含量較高的藻株,與另一株從臺灣南部沿海地區(qū)篩選出的Chlamydomonas sp.JSC4以未稀釋的養(yǎng)豬廢水為培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。對兩株藻的培養(yǎng)條件(溫度、光照)進行優(yōu)化,以獲得最大的生物量以及碳水化合物含量,并對兩株藻同化廢水中營養(yǎng)物質(zhì)的情況進行了分析。實驗結(jié)果表明:(1)經(jīng)過形態(tài)學(xué)與分子生物學(xué)的鑒定,確定3株(QWY28、QWY36與QWY37)藻分別為凱氏擬小球藻、柵藻和衣藻,命名為Parachlorella kessleri QWY28,Desmodesmus sp.QWY36,和Chlamydomonas sp.QWY37。最后篩選出QWY28這株碳水化合物含量最高藻。(2)30℃為兩株藻的最佳生長溫度,此時,QWY28與JSC4的最高碳水化合物含量分別47.7%、44.5%,最高碳水化合物產(chǎn)率為357.3 mg/L/d與407.2mg/L/d。600μmol/m~2/s為兩株藻的最佳光照強度,QWY28與JSC4的最大生物量分別為10.59 g/L與12.19 g/L,最高碳水化合物含量分別,60.4%、63.8%,最高碳水化合物產(chǎn)率為877.8 mg/L/d與1029.5 mg/L/d。不同溫度下兩株藻的碳水化合物含量及生產(chǎn)率相差不大。在最佳的光照強度下,JSC4的生長速度更快,碳水化合物的生產(chǎn)率更高。兩株藻的碳水化合物含量較高,油脂含量都比較低。(3)這兩株藻能在養(yǎng)豬廢水中正常存活并健康的生長,能夠有效的同化廢水中營養(yǎng)物質(zhì)(N、P與COD)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TE667;Q949.2
【部分圖文】：

研究的技術(shù)路線

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文第 2 章 實驗材料與方法2.1 實驗材料2.1.1 實驗藻株及培養(yǎng)條件本試驗所使用的藻株有：從黑龍江省哈爾濱市馬家溝采集到的水樣中分離出的純種凱氏擬小球藻 Parachlorella kessleri QWY28；從臺灣南部沿海地區(qū)篩選出的衣藻 Chlamydomonas sp. JSC4。利用 BG-11 培養(yǎng)基（如表 2-1 所示）對微藻進行前培養(yǎng)，在無菌操作臺中將微藻接種于滅菌（121°C，20 min）后的 200mL 培養(yǎng)液中，微藻前培養(yǎng)在 250 mL 的肖特瓶中，將反應(yīng)器放入 30℃的恒溫玻璃水缸中進行培養(yǎng)。玻璃缸兩側(cè)安裝平行光源，24 h 光照，光照強度設(shè)置為 200mol/m2/s。前培養(yǎng) 3-4 天后，將微藻轉(zhuǎn)接于 500 mL 的養(yǎng)豬廢水中。

見圖 1a、b 和 c，本研究共分離得到 37 株淡水來源的微藻，根據(jù)微藻的形態(tài)暫時分為小球藻、柵藻和衣藻。選取 GeneBank 中已有的序列相似的親緣較近的藻株進行比對，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，由圖可知 QWY28 與已知藻株P(guān)arachlorella kessleri TY02(KX0213561)的相似度到達 100%，在系統(tǒng)發(fā)育樹的同一分支上，所以可以確定 QWY28 是小球藻屬(Chlorella)中的 Parachlorellakessleri。QWY36 與已知藻株 Desmodesmus sp. DSA6(KX818837)的相似度達到99%，可以確定 QWY36 是柵藻屬(Scenedesmus)中的一個種。QWY37 與已知藻株 Chlamydomonas sp YACCYB332(MH683856)的相似度達到 100%，可以確定QWY37 是衣藻屬中的一個種。經(jīng)過形態(tài)學(xué)與基因序列的鑒定，確定 3 株微藻屬于原生生物界的綠藻門的 3 個屬，見表 3-1，正式命名為凱氏擬小球藻Parachlorella kessleri QWY28 、 柵 藻 Desmodesmus sp. QWY36 和 衣 藻Chlamydomonas sp. QWY37，這 3 株藻在 NCBI 上獲得的序列登錄號分別為MK367466、MK367467 和 MK367468。這三株藻是淡水中常見的藻類，特別是在富含營養(yǎng)的靜水中，例如：水庫、水坑、胡泊、池塘和沼澤等水體中，其中小球藻和柵藻對水中的各種污染物具有較強的承受力。
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本文編號：2839936