螺旋藻多糖SPS-1的组成与结构研究

利用IR、UV、C13-NMR光谱分析技术和元素分析、HPAEC-PAD液相色谱法,对冷水提取的螺旋藻多糖SPS-1进行结构和糖基组成研究。结果发现,螺旋藻多糖的糖环是吡喃环,单糖以α-型糖苷键相连。是硫酸粘多糖,糖环上连有甲氧基和乙酰氨基,组成的糖基有六种,已知的糖基分别是D-岩藻糖、D-鼠李糖,D-葡萄糖,相对应的摩尔比为5.0:1:63.5。     

甲烷丝菌混养促进螺旋藻自发酵产氢

采用只消耗乙酸盐而不消耗氢气的甲烷丝菌与螺旋藻混合培养,以提高螺旋藻利用自身多糖在自身氢酶作用下暗发酵产氢量.通过培养基调控提高了螺旋藻生长富集的总糖产量,当Na Cl浓度由239 mmol·L~(-1)增加到739 mmol·L~(-1),螺旋藻总糖产量提高了107.7%,达到0.54g·L~(-1).螺旋藻在黑暗厌氧条件下加入甲烷丝菌混养后的自发酵产氢量提高了33.8%,达到43.8 m L·g-1;液相主要代谢产物乙酸盐则提高了69.2%,达到1639.1μmol·g-1.同时,螺旋藻加入甲烷丝菌混养后自发酵过程的能量转换效率由6.7%提高到11.6%.甲烷丝菌通过消耗乙酸盐促进了螺旋藻自发酵产氢的乙酸途径反应正向进行,从而提高了氢气产量和能量转换效率.     

高强度Te(IV)胁迫对极大螺旋藻生理生化性质的影响

对极大螺旋藻(Spirulina maxima)在接种后第3～5 d分3次添加Na2TeO3,4个Te胁迫组的累计加Te量分别为650、750、850和950 mg/L.结果表明:4个Te胁迫组螺旋藻的最终生物量、水溶性蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白的含量均低于对照组,且随Te胁迫强度增加而逐渐减少;而SOD的比活力均高于对照组,但随Te胁迫强度增加也呈逐渐减少趋势;Te(IV)胁迫没有改变螺旋藻中脂溶性色素的组成,但各色素的含量也随Te胁迫强度增加而下降;胞外多糖含量随Te胁迫强度增加而增加,但950 mg/L实验组(第9 dxTe(IV)为2.21),胞外多糖的含量反而下降.     

亩强度Te（Ⅳ）胁迫对极大螺旋藻生理生化性质的影响

对极大螺旋藻（Spirulina maxima）在接种后第3～5d分3次添加Na2TeO3，4个Te胁迫组的累计加Te量分别为650、750、850和950mg／L。结果表明：4个Te胁迫组螺旋藻的最终生物量、水溶性蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白的含量均低于对照组，且随Te胁迫强度增加而逐渐减少；而SOD的比活力均高于对照组，但随Te胁迫强度增加也呈逐渐减少趋势；Te（Ⅳ）胁迫没有改变螺旋藻中脂溶性色素的组成，但各色素的含量也随Te胁迫强度增加而下降；胞外多糖含量随Te胁迫强度增加而增加，但950mg／L实验组（第9dxTe（Ⅳ）为2．21），胞外多糖的含量反而下降。     

螺旋藻废水处理工艺及其应用

综述了高盐螺旋藻生产废水的处理新工艺—螺旋藻废水处理工艺。该处理工艺包括电渗析（ED）法综合性能高、反渗透（RO）法处理效率高的特点,工艺的应用实现程海周边螺旋藻生产废水达标零排放并资源化利用的目标。     

硅藻类粗多糖生物剂的制备及其对Cd2+的吸附性能

为了考察粗多糖对Cd2+的吸附性能,采用不同方法（稀酸法、稀碱法及超声-冻融-加热法）由海洋硅藻提取粗多糖,并进一步揭示硅藻粗多糖对Cd2+的吸附潜力.通过对比不同方法下粗多糖的组分质量分数（总糖、蛋白质和硫酸基）及其对Cd2+的吸附量,筛选出优质的粗多糖吸附材料,利用FTIR（傅里叶变换红外光谱）和SEM（扫描电镜）浅析粗多糖对Cd2+的吸附机制,采用吸附动力学和吸附等温模型详细探讨其对Cd2+的吸附特性.结果表明:①超声-冻融-加热法比稀酸法、稀碱法所提取的粗多糖的总糖质量分数高,分别为31.39%（480 nm）、26.74%（490 nm）;蛋白质杂质质量分数为7.09%,硫酸基质量分数为2.86%.②硅藻类细胞壁具有微孔结构,主要是由硅藻壳、多糖、蛋白质和脂肪组成,提取出的粗多糖表面均含有氨基、酰胺基、羰基、羟基等官能团,为其吸附重金属离子提供可能性.③超声-冻融-加热法在3倍体积乙醇沉淀时提取的粗多糖对Cd2+吸附量最大,为353.12 mg/g;该粗多糖对Cd2+的吸附更符合伪二级动力学模型,表明吸附过程有化学吸附参与;相比于Freundlich等温吸附模型,吸附数据更符合Langmuir等温吸附模型,表明该粗多糖对Cd2+的吸附主要为单层吸附.研究显示,利用超声-冻融-加热法提取出的硅藻粗多糖对Cd2+的吸附量为353.12 mg/g,是一种很有应用潜力的生物吸附材料.      

碱法提取的混合海洋硅藻粗多糖对铅离子的吸附特性研究

采用浓碱法(40 mg·mL~(-1)NaOH)辅助冻融、加热方法提取混合海洋硅藻粗多糖,通过比较粗多糖得率、总糖、蛋白质及硫酸基含量筛选提取方法,并利用最佳方法提取的粗多糖作为生物吸附剂对Pb~(2+)进行吸附.提取实验结果表明,最优的提取方法为浓碱(40 mg·mL~(-1)NaOH)-冻融法,其粗多糖得率为33.14%,总糖含量为31.65%(480 nm)和27.27%(490 nm),蛋白质含量为6.44%、硫酸基含量为3.23%.吸附结果表明,该粗多糖对Pb~(2+)的吸附在2 h左右达到平衡,在180 r·min-1、25℃、pH=4~6时吸附效果最佳;在初始浓度为600 mg·L-1混合重金属溶液条件下,粗多糖对Cd~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)和Ni~(2+)的吸附容量大小顺序为:Ni~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+)(以物质的量浓度为单位进行评价);粗多糖中含有的小分子糖类杂质对Pb~(2+)吸附的贡献远远大于蛋白质杂质.吸附动力学拟合结果表明,此硅藻粗多糖对Pb~(2+)的吸附过程更符合伪二级动力学模型,且Langmuir方程拟合的可决系数R2大于0.9,说明粗多糖对Pb~(2+)的吸附为单层吸附.     

沼液养殖钝顶螺旋藻的中试研究

在室外中试规模的跑道池中,使用混凝沉淀处理后的沼液养殖高耐污钝顶螺旋藻,研究了螺旋藻的生长情况以及沼液中氮磷的去除情况,计算了沼液中氮磷向螺旋藻体的转化效率.在此基础上,结合小试研究,分析总结了使用沼液室外规模化养殖螺旋藻过程中存在的问题和对策.以12 d为一个培养周期,总共进行了6批次培养试验,其中3批次培养的螺旋藻浓度能够达到采收要求(D560>0.8);而另外3批次未能收获螺旋藻.成功的3个养殖批次中,螺旋藻采收后沼液中COD、氨氮、总氮、总磷分别减少了28.6%~48.5%、30.4%~48.5%、41.8%~48.6%、14.3%~94.5%;其中去除的总氮和总磷向螺旋藻细胞的转化率分别为12.1%~98.5%和21.2%~83.7%.沼液中的高浓度氨氮以及残存虫卵孵化产生的虫害是导致另外3批次培养螺旋藻生长缓慢的主要因素,使用生物处理技术降低沼液中氨氮含量、使用膜过滤技术去除沼液中虫卵对于稳定获得高产率的螺旋藻非常必要.     

螺旋藻对稀土铒离子的吸附特性研究

以螺旋藻为吸附剂,对模拟矿山废水中的稀土Er³⁺进行吸附特性研究.研究了被处理液的pH值、螺旋藻的剂量、初始Er³⁺浓度和吸附时间等因素对吸附过程的影响.通过Freundlich,Langmuir,Redlich-Peterson和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型,以及伪一级、伪二级、Elovich方程和颗粒内扩散动力学模型,对该过程的吸附动力学和热力学规律进行探讨,以了解该吸附过程的机理.吸附结果显示：当被处理液的pH值为5、螺旋藻的剂量为2.0g/L、吸附温度为298K、初始Er³⁺浓度为100mg/L和吸附时间为60min时,螺旋藻对模拟矿山废水中Er³⁺的吸附去除率为90.73%,通过HNO₃解吸附,回收率可达97.12%,表明螺旋藻的吸附速率快、吸附和回收效果较为理想.研究表明：该过程的吸附动力学行为符合伪二级动力学模型（R²>0.99）,主要受化学吸附控制,且吸附等温线能较好用Langmuir方程进行模拟（R²>0.9）,属于自发吸热的吸附过程.     

酚类化合物的生物吸附特征与其结构关系

选用经处理过的盐泽螺旋藻为吸附剂,研究其对10种酚类化合物的吸附行为。结果表明：盐泽螺旋藻对苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、邻氨基酚、对氯酚和2,4-二氯酚6种酚均有不同程度的吸附,用Freundlich和Langmuir吸附等温方程描述时,均呈现良好的线性关系;该6种酚的吸附常数k的对数值与其分子连接性指数（²X^v）呈良好的线性关系;盐泽螺旋藻对其余4种酚（邻甲酚、间羟基酚、间氨基酚、间乙酰氨基酚）均不产生吸附。     

Te（IV）胁迫对两种螺旋藻生长的影响

对极大螺旋藻(Spirulina maxima)和钝顶螺旋藻(S.platensis),在接种后第1~7 d通过不同时间添加Na2TeO3来施加Te(IV)胁迫,5种Te(IV)胁迫实验组的累计加Te浓度均为250 mg/L,结果表明:两种螺旋藻的最终生物量,从I~V组均呈增加趋势;其中IV、V组对S.platensis的生长有促进作用。利用动力学方程并结合胁迫强度的概念,对实验结果进行了合理的解释。     

六价铬抑制淡水蓝绿藻生长的毒性效应

采用化学品毒性藻类测试的标准方法得到Cr(Ⅵ)抑制蛋白核小球藻、聚球藻、极大螺旋藻、钝顶螺旋藻、羊角月牙藻和四尾栅藻生长的96h-EC₅₀分别为4.96、6.50、11.16、11.74、12.43、20.89mg/L;6种蓝绿藻对Cr(Ⅵ)耐受性大小顺序为:四尾栅藻＞羊角月牙藻＞钝顶螺旋藻＞极大螺旋藻＞聚球藻＞蛋白核小球藻.不同藻类对Cr(Ⅵ)的敏感程度可能与细胞大小和形状、细胞壁结构、藻类分泌物以及酶的作用有关.本文运用X射线吸收近边结构(XANES)初步研究了蛋白核小球藻对Cr(Ⅵ)的吸收和转化.     

微生物絮凝剂ZS-7的纯化及其结构特征研究

采用透析、乙醇沉淀、凝胶过滤层析对微生物絮凝剂ZS-7进行了纯化.经鉴定纯化后的微生物絮凝剂ZS-7是一种新型的糖蛋白,其产量大约为0.98 g/L发酵液.ZS-7主要由多糖和蛋白质组成,含量分别为91.5%和8.4%.进一步的分析表明ZS-7中含有酸性多糖包括糖醛酸(16.4%)、丙酮酸(7.1%)和乙酸(0.5%).采用凝胶色谱法测得ZS-7的相对分子质量为6.89×104.红外光谱、X射线能谱图和核磁共振图谱说明糖蛋白絮凝剂ZS-7含有羟基、氨基、羧基、甲氧基和磺酸等功能性基团.单糖组成分析说明ZS-7主要由鼠李糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成,各单糖的摩尔比大致为:半乳糖∶葡萄糖∶甘露糖∶鼠李糖=142∶2.2∶4.5∶3.4.     

光合细菌和螺旋藻对啤酒废水的净化与利用研究

应用ＰＳＢ将啤酒废水中的有机质降解处理为无机质，用甲壳絮凝沉降除去ＰＳＢ后加入螺旋藻进行培养。小型动态模拟实验结果表明ＰＳＢ和螺旋藻不仅能高效地净化啤酒废水。     

初始氨氮浓度对钝顶螺旋藻生长及其去除率的影响

螺旋藻是一种经济价值很高的微藻,研究氨氮对钝顶螺旋藻生长及其去除水中氨氮效率的影响,探讨其在废水处理中的可行性具有重要意义。结果表明,以硫酸铵作为氮源时,钝顶螺旋藻的对数期一般在4～6 d,随着氨氮浓度的升高对数期略有提前。钝顶螺旋藻对硫酸氨的耐受浓度为0.5 g/L,相应的氨氮浓度为106 mg/L。培养4～6 d时氨氮浓度下降幅度最大,培养结束时氨氮去除率为67.7%～82.5%,当硫酸铵投加量为0.4 g/L时,氨氮去除率最高,达82.6%。因此,螺旋藻可用于去除废水中的氨氮,具有很好的应用前景。     

沼液SBR处理出水养殖螺旋藻

养猪沼液氮磷等营养物质丰富,可作为廉价的螺旋藻培养基,但其成分复杂,尤其是高氨氮等因素严重抑制螺旋藻的生长.采用序批式生物反应器(sequencing batch reactor,SBR)降低沼液中的氨氮浓度,通过改变进水中化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)与总氮(total nitrogen,TN)的比值,研究了沼液中的亚硝态氮及硝态氮的保留情况,为螺旋藻生长提供氮源.通过对比螺旋藻在不同工况出水中的生长情况,以及氮元素的保留情况,筛选出最佳SBR工况.摇瓶试验结果表明,当进水COD/TN=3.0,出水中氨氮、硝态氮、亚硝态氮浓度分别为51.2、91.6、213.1 mg·L~(-1),此时螺旋藻具有较快生长速率,产率达到0.084 g·(L·d)~(-1).在此基础之上,通过放大螺旋藻培养规模至120L,研究了螺旋藻在室外大棚中的生长情况及螺旋藻对沼液中氮、磷元素的去除,结果表明螺旋藻在室外依然生长良好,培养10 d后,产率为(0.075±0.003)g·(L·d)~(-1),螺旋藻蛋白含量达到60%左右,养殖出水中氨氮去除率达到99%.     

铜离子对螺旋藻生长的影响

主要研究了不同浓度的Cu^2＋对螺旋藻生长的影响,结果表明：Cu^2＋浓度为0．079mg／L时对螺旋藻的生长具有明显的促进作用,当浓度大于0．395mg／L时则对螺旋藻的生长产生抑制作用,而且抑制作用随着铜离子浓度的增加而增强;铜离子对螺旋藻的完全抑制质量浓度为39．50mg／L。     

啤酒酵母菌,盐泽螺旋藻对重金属离子的吸附研究

研究了经一定步骤处理过的啤酒酵母菌的盐泽螺旋藻对Ｃｕ＾２＋、Ｎｉ＾２＋、Ｃｄ＾２＋的吸附行为。结果表明：啤酒酵母力和盐泽螺旋藻对３种重金属离子都有显著吸附，其中盐泽螺旋藻的吸附强度和最大吸附量均明显大于啤酒酵母菌，且对Ｃｄ＾２＋的吸附能力更为突出，其最大吸附量达每克干生物体３１２ｍｇ。