小球藻的相關絮凝方法

宋瑞雪

我們都知道，能源微藻作為一種重要的可再生能源物質，利用其來生產微藻生物柴油這一研究項目具有非常重要和深遠的意義。所以，高效、安全地收集小球藻是非常重要的一項實驗技術。小球藻的個體比較微小，用一般的方法來收集不太現實。而通過對藻培養產物進行離心的方法顯得過于昂貴和浪費能量，特別是對大規模培養的能源微藻。尋找可替代的技術用于將藻培養環境中大量水分去除，從而降低能耗，增大微藻生產和培養的規模，是解決微藻生物質收集的出路。

經過一系列研究得知，用絮凝法收集小球藻，可以有效降低成本，并且可以有效避免資源的不必要浪費。根據不同的絮凝機制手段，絮凝法主要包括化學絮凝，自沉降，物理絮凝和生物絮凝以及等等其他一些方法。

化學絮凝法所采用的絮凝技術手段主要是通過金屬離子、明礬、氯化鐵，以及聚丙烯酰胺聚合物、殼聚糖和陽離子淀粉。化學絮凝法的優點主要是其已非常成熟的應用與各種污水處理，并且這項技術已經相當成熟，同時這種方法也比較安全，高效。但這項方法的缺點是其容易污染微藻生物質，容易受酸堿性影響，其中技術手段所用的丙烯酰氨有劇毒，更重要的是，這項技術的成本比較高。自沉降方法的絮凝技術手段是通過無機沉降物和鈣/磷沉降物來進行。其優點是在進行操作的時候可以不用添加一些外源物質，并且這項技術還可以中和藻細胞的負電荷。但這項技術也有缺點，容易受到礦物質的污染，并且這項技術的效果不是特別穩定，其中所用的磷酸鹽會污染藻生物質。

物理法絮凝的絮凝技術手段主要是通過超聲波絮凝、電凝法絮凝和磁性納米顆粒。這種方法的優點是可以通過電極釋放金屬離子來中和其中的負電荷，能夠有效的預防其中的早生物質被污染，同時這種方法可以將絮凝和分離一步完成。這種方法的缺點主要是目前還不能夠大規模應用，其中所用到的金屬離子容易污染藻生物質，特別是這種方法成本比較高技術，目前技術要求還達不到。生物絮凝法主要絮凝技術手段是通過易于絮凝的藻、植物提取物和微生物絮凝。其優點主要是容易把絮凝藻和其他藻一起培養，這種方法既安全又綠色環保。缺點是容易產生相互競爭營養的現象，會引起藻污染，效率比較低，目前對其作用機制還不是特別了解。

生物絮凝法具有高效安全，綠色環保的優點，并且能夠能夠有效地避免污染。通過微藻治理廢水的工廠中也有生物絮凝現象的出現，用絮凝法收集小球藻，是獲取藻類的一種，非常綠色環保、安全高效的方法。生物絮凝法具有非常長遠的發展潛力和研發前景，盡管目前的技術手段還不夠了解，盡管此項目還沒有實施與實踐。在開展這個項目之前，我們需要對利用絮凝法來收集小球藻這一項目研究機制和實施方法進行了解和研究，為更好地開展這個項目打下堅實的鋪墊。當前，國內外對用絮凝法來收集小球藻這一實驗項目的了解都還不夠深入，都還僅限于初步的理論階段。而我們國內對這一實驗的研究也還在萌芽階段。Wan等從活性污泥中分離到一株絮凝功能細菌Solibacillus silvestris，研究了該菌株對海洋微藻 Nannochloropsis oceanica的絮凝效果，最終實驗結果顯示在沒有外源物質影響的情況下，這一菌株引起的微藻的絮凝效果達 90%以上，其絮凝效果主要是由菌株分泌的蛋白多糖物質（75.1%碳水化合物和24.9%蛋白質）引發的，并且該絮凝菌對微藻的生長沒有影響，可以應用到微藻生物質的收集。Xiong等對細菌Bacillus licheniformis分泌的胞外生物絮凝物質進行鑒定，發現主要89%的碳水化合物和11%的蛋白質組成，具有應用于工業絮凝的潛力。Oh等，Kim等，Nie等8通過得到一些細菌的胞外物質來絮凝，小球藻，不過確在實驗過程中需要一些金屬離子來促進實驗進行。

作為重要能源來源的能源微藻，能夠高效對其進行收集，是當前生物研究的一大重要課題。而絮凝法作為收集小球藻的有效方法，其具有廣闊的研究前景和發展潛力。在開展生物絮凝法這一實驗項目過程中，我們需要深入了解絮凝功能菌的作用以及絮凝的詳細機制，從而找到最有效的絮凝功能菌和絮凝劑。同時，我們還要不斷完善我們的技術手段，加快實驗研究的步伐，推動這一實驗項目向更優更完善的方向發展。這一項目具有非常好的應用前景，其良好實施不僅能夠幫助我們更高效安全地收集小球藻，更重要的是，如果能把這一項目運用于工業化的大規模生產，將在解決能源危機和環境問題這兩方面產生深遠影響并做出重大貢獻。