论文部分内容阅读
随着经济迅速发展、人类对能源的需求量增大、化石燃料的储量日益减少以及环境污染日益严重,开发新型可再生的清洁能源越来越受到关注。微藻是生物能源的优质资源,筛选高油脂含量的微藻藻种是发展微藻生物能源的关键环节之一。利用微藻固定CO2可以降低有害温室气体排放,而大量的微藻生物质还能用于生物油脂提取,生产生物柴油,对目前环境资源双重压力的现状具有重要意义。 本论文对16株绿藻进行培养筛选,并对获得的4株高产油微藻在不同培养条件下的CO2固定和油脂积累情况进行了研究,主要研究结果如下: 1.培养筛选了16株绿藻,总脂含量超过35%并且油脂产率较高的四株藻分别为Scenedesmus sp.FACHB-1545(总脂含量41.89%)、Chlorella sp.FACHB-1580(总脂含量39.75%)、Scenedesmus sp.FACHB-1600(总脂含量48.42%)和Scenedesmus sp.FACHB-1618(总脂含量35.94%);油脂产率最高的藻株为Scenedesmus sp.FACHB-1618,达到126.61 mg/L·d。脂肪酸组分主要是C16:0、C16:1、C18:0、C18:1、C18:2以及C18:3,符合生物柴油特性。结果显示,这4株藻有较大潜力作为生产生物柴油的原料。 2.不同浓度CO2(air、5%、10%)下的生长、CO2固定以及油脂积累研究结果表明,较高浓度CO2能够促进藻株生长及碳固定速率。藻株FACHB-1580在不同CO2浓度下生物量差异不显著(P>0.05);藻株FACHB-1545和FACHB-1618均在5%CO2浓度下生物量最大,分别为5.97 g/L和6.16g/L,而FACHB-1600在10%CO2浓度时,生物量最大为5.50 g/L。这4株藻均在10%CO2浓度下达到最大碳固定速率,分别为FACHB-1545:1.54 g/L.d、FACHB-1580:1.31 g/L.d、FACHB-1600:2.16 g/L.d、FACHB-1618:1.52 g/L.d。较高浓度CO2培养有助于油脂产率的增加,FACHB-1545和FACHB-1580在10%CO2时具有最大油脂产率,为101.86 mg/L.d和74.78 mg/L.d; FACHB-1600和FACHB-1618在5%CO2浓度时油脂产率最大,分别为104.16 mg/L.d和97.76 mg/L.d,都显著高于空气组的油脂产率(P<0.05)。结果显示,适当提高CO2浓度可以促进产油微藻的生长、CO2固定和油脂产率,藻株具有高效固碳且富含生物油脂的优势。 3.不同光强(30、90、150μmol/m2.s)下的生长、CO2固定以及油脂积累研究结果表明,富碳条件促进了微藻的生长及碳固定速率,藻株的最大生物量分别为FACHB-1545:5.58 g/L、FACHB-1580:4.03 g/L、FACHB-1600:4.39 g/L、FACHB-1618:5.87 g/L;在5%CO2组,随着光强的增强,藻株的总脂含量和油脂产率也随之升高,均在5% CO2及150μmol/m2.s光强的培养条件下达到最大油脂产率,分别为FACHB-1545:94.50 mg/L.d、FACHB-1580:70.86 mg/L.d、FACHB-1600:72.45 mg/L.d、FACHB-1618:93.03 mg/L.d。 4.低氮条件下的生长、CO2固定以及油脂积累研究结果表明,4株产油微藻在富碳(5% CO2)且氮充足(1.5 g/L NaNO3)时获得最大碳固定速率,分别为FACHB-1545:1.61 g/L.d、FACHB-1580:1.58 g/L.d、FACHB-1600:1.90 g/L.d、FACHB-1618:0.98 g/L.d。并且氮缺乏条件下的总脂含量高于氮充足条件下的含量;藻株FACHB-1545和FACHB-1618在氮充足且通入5%CO2时,油脂产率最高,分别为109.68 mg/L.d和101.34 mg/L.d;藻株FACHB-1580和FACHB-1600在氮缺乏且通入5%CO2时,油脂产率更高,分别为81.37mg/L.d和138.73 mg/L.d。 以上结果显示,筛选出的4株高产油微藻,在CO2浓度较高的条件下生长更快、固碳速率更高,通过改变光强和氮浓度可提高油脂产率,属于具备优质固碳能力的产油微藻藻种。