文档介绍：耐酸性和耐高浓度CO2的海洋微藻筛选
孟范平,谢爽,于腾,李永富,王佳桢,付晓刚
(中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室,山东青岛 266100)
摘要:用于固定工业烟道气CO2的微藻必须具有耐酸性和耐高浓度CO2的能力。本研究拟从12种常见海洋微藻中筛选出耐酸和耐高浓度CO2的种类。首先采用微板吸光法测定了微藻在不同pH值的F/2培养基中的藻细胞密度变化,比较了各种微藻对H2SO4和HNO3所致酸性的适应能力;将耐酸性较强的微藻接种到培养基中,以75 mL/min的流量连续通入体积分数为5%的CO2,并以通入空气的培养基中生长的微藻为对照,根据培养7d期间藻细胞密度和生物量的变化趋势,进一步筛选得到耐受高浓度CO2的藻种。结果表明,12种供试微藻中,以杜氏盐藻(Dunaliella tertiolecta)、钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)、海水小球藻(Chlorella pacifica)和小新月菱形藻(Nitzschia Closterium)的耐酸性较强,均可在pH=4的培养基中正常生长;而小新月菱形藻和海水小球藻同时能够耐受高浓度CO2冲击,培养结束后,5%%%。因此,小新月菱形藻和海水小球藻在固定工业CO2和减缓温室效应方面具有较好的应用潜力。
关键词:海洋微藻;耐受性;酸;高浓度CO2
工业烟道气是一种长期稳定的CO2集中排放源[1]。以工业烟道气替代纯净CO2作为微藻生长的碳源,将大大降低微藻生产成本,同时能够降低烟道气CO2的排放量,对于减缓温室效应和控制全球变暖具有重要意义。但是,来自石油和化工行业的工业废气中,除了含有高浓度CO2气体(15%~30%)外,SOx、NOx等酸性气体的浓度也很高,可达到285~855 mg/m3[2]。已有研究报道,当环境中CO2体积分数大于5%时,大部分微藻的生长将受到抑制,影响固碳效率[3];而通入SOx、NOx等气体则导致培养体系的pH值降低,也会抑制微藻生长和降低固碳效率。因此,固定CO2的微藻应具有一定耐酸性和耐高浓度CO2能力。
本研究首先采用H2SO4和HNO3调节微藻培养基的pH值,以模拟工业废气(SOx和NOx)通入后微藻培养体系酸性增大或pH降低的状况,然后接种12种常见海洋微藻,分别测定指数生长期的藻细胞密度(以光密度OD690表征),并与对照组(pH=8)的测定结果进行比较;在此基础上,将耐酸性较强的微藻接种于F/2培养基中,连续通入体积分数为5%的CO2,同时以在一般空气中培养的微藻为对照,进一步分析和比较微藻的藻细胞密度和生物量与对照组的差异,由此筛选得到既有较强耐酸性又能在高浓度CO2中生长的微藻,以便为工业废气CO2高效固定提供性能优良的藻种。
1 材料、仪器与方法
材料
微藻:12种,分别由中国科学院海洋研究所和中国海洋大学微藻种质库提供,其中,绿藻5种,即海水小球藻(Chlorella pacifica)、亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)、青岛大扁藻(Platymonas helgolandica Var. tsingtaoensis Tseng et )、杜氏盐藻(Dunaliella tertio