小球藻的相关絮凝方法

宋瑞雪

我们都知道，能源微藻作为一种重要的可再生能源物质，利用其来生产微藻生物柴油这一研究项目具有非常重要和深远的意义。所以，高效、安全地收集小球藻是非常重要的一项实验技术。小球藻的个体比较微小，用一般的方法来收集不太现实。而通过对藻培养产物进行离心的方法显得过于昂贵和浪费能量，特别是对大规模培养的能源微藻。寻找可替代的技术用于将藻培养环境中大量水分去除，从而降低能耗，增大微藻生产和培养的规模，是解决微藻生物质收集的出路。

经过一系列研究得知，用絮凝法收集小球藻，可以有效降低成本，并且可以有效避免资源的不必要浪费。根据不同的絮凝机制手段，絮凝法主要包括化学絮凝，自沉降，物理絮凝和生物絮凝以及等等其他一些方法。

化学絮凝法所采用的絮凝技术手段主要是通过金属离子、明矾、氯化铁，以及聚丙烯酰胺聚合物、壳聚糖和阳离子淀粉。化学絮凝法的优点主要是其已非常成熟的应用与各种污水处理，并且这项技术已经相当成熟，同时这种方法也比较安全，高效。但这项方法的缺点是其容易污染微藻生物质，容易受酸碱性影响，其中技术手段所用的丙烯酰氨有剧毒，更重要的是，这项技术的成本比较高。自沉降方法的絮凝技术手段是通过无机沉降物和钙/磷沉降物来进行。其优点是在进行操作的时候可以不用添加一些外源物质，并且这项技术还可以中和藻细胞的负电荷。但这项技术也有缺点，容易受到矿物质的污染，并且这项技术的效果不是特别稳定，其中所用的磷酸盐会污染藻生物质。

物理法絮凝的絮凝技术手段主要是通过超声波絮凝、电凝法絮凝和磁性纳米颗粒。这种方法的优点是可以通过电极释放金属离子来中和其中的负电荷，能够有效的预防其中的早生物质被污染，同时这种方法可以将絮凝和分离一步完成。这种方法的缺点主要是目前还不能够大规模应用，其中所用到的金属离子容易污染藻生物质，特别是这种方法成本比较高技术，目前技术要求还达不到。生物絮凝法主要絮凝技术手段是通过易于絮凝的藻、植物提取物和微生物絮凝。其优点主要是容易把絮凝藻和其他藻一起培养，这种方法既安全又绿色环保。缺点是容易产生相互竞争营养的现象，会引起藻污染，效率比较低，目前对其作用机制还不是特别了解。

生物絮凝法具有高效安全，绿色环保的优点，并且能够能够有效地避免污染。通过微藻治理废水的工厂中也有生物絮凝现象的出现，用絮凝法收集小球藻，是获取藻类的一种，非常绿色环保、安全高效的方法。生物絮凝法具有非常长远的发展潜力和研发前景，尽管目前的技术手段还不够了解，尽管此项目还没有实施与实践。在开展这个项目之前，我们需要对利用絮凝法来收集小球藻这一项目研究机制和实施方法进行了解和研究，为更好地开展这个项目打下坚实的铺垫。当前，国内外对用絮凝法来收集小球藻这一实验项目的了解都还不够深入，都还仅限于初步的理论阶段。而我们国内对这一实验的研究也还在萌芽阶段。Wan等从活性污泥中分离到一株絮凝功能细菌Solibacillus silvestris，研究了该菌株对海洋微藻 Nannochloropsis oceanica的絮凝效果，最终实验结果显示在没有外源物质影响的情况下，这一菌株引起的微藻的絮凝效果达 90%以上，其絮凝效果主要是由菌株分泌的蛋白多糖物质（75.1%碳水化合物和24.9%蛋白质）引发的，并且该絮凝菌对微藻的生长没有影响，可以应用到微藻生物质的收集。Xiong等对细菌Bacillus licheniformis分泌的胞外生物絮凝物质进行鉴定，发现主要89%的碳水化合物和11%的蛋白质组成，具有应用于工业絮凝的潜力。Oh等，Kim等，Nie等8通过得到一些细菌的胞外物质来絮凝，小球藻，不过确在实验过程中需要一些金属离子来促进实验进行。

作为重要能源来源的能源微藻，能够高效对其进行收集，是当前生物研究的一大重要课题。而絮凝法作为收集小球藻的有效方法，其具有广阔的研究前景和发展潜力。在开展生物絮凝法这一实验项目过程中，我们需要深入了解絮凝功能菌的作用以及絮凝的详细机制，从而找到最有效的絮凝功能菌和絮凝剂。同时，我们还要不断完善我们的技术手段，加快实验研究的步伐，推动这一实验项目向更优更完善的方向发展。这一项目具有非常好的应用前景，其良好实施不仅能够帮助我们更高效安全地收集小球藻，更重要的是，如果能把这一项目运用于工业化的大规模生产，将在解决能源危机和环境问题这两方面产生深远影响并做出重大贡献。