利用盐度调控小球藻（Chlorella vulgaris）在鲑鱼产业废水处理与生物原油生产中的潜能研究

来自智利的研究人员研究不同盐度下小球藻处理鲑鱼产业废水及产油情况，成果助力循环生物经济。

　　随着对可持续废水处理方案需求的增加，基于微藻的系统受到关注，其兼具去除污染物和实现生物质增值的双重优势。本研究探索了在不同盐度（合成、天然和工业来源）的混合鲑鱼产业废水中培养普通小球藻（Chlorella vulgaris）用于生物修复和生物原油生产的潜力。在 RM 处理中，铜（Cu）的去除效率达到 64.63%；在 RN 处理中，锌（Zn）的去除效率为 32.76%；在 YR 处理中，铅（Pb）的去除效率为 9.43%。在营养物质吸收方面，YR 处理效率最高，去除了 75.44% 的氮（N）和 16.54% 的磷酸根（PO₄^3?）。这些结果表明微藻能够在不同盐度条件下修复废水。共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）分析显示脂质显著积累。YR 处理的相对平均荧光强度最高（2624 ± 806 AU），其次是 RM（1468 ± 2160 AU）和 RN（1396 ± 1276 AU），证实了盐度对脂质生物合成的影响。通过水热液化（HTL）从微藻生物质中获得的生物原油产量，RN 为 3.15%，RM 为 10.26%，这显示了盐度条件和培养基中营养物质可用性的影响。这些结果表明其具有潜在应用价值，可用于支持鲑鱼产业循环生物经济的食品或生物燃料产品开发。未来研究应聚焦于优化工艺条件，以在大规模应用中最大化能量回收和资源效率。

智利的水产养殖产量在 2022 年达到 148 万吨，创历史新高，智利是全球第二大养殖鲑鱼生产国。然而，自 1996 年以来的研究表明，鲑鱼养殖场周边区域存在生物多样性丧失、沉积物理化性质局部改变等负面影响，这与养殖废水有关，其中含有机物、低氧、铜污染，还包含氨、亚硝酸盐、硝酸盐、磷和有机碳等营养物质。铜污染源于鲑鱼养殖网箱使用的防污剂，智利常用含氧化亚铜（Cu₂O）的防污剂。此外，鱼类加工过程中，因原材料和海水使用，部分环节产生高盐度（Na⁺、Cl^?）废水。

废水处理是一项关键的环境挑战，传统物理化学处理方法在运营成本、再生效率和可持续性方面存在局限。近年来，从循环生物经济角度将废水作为营养源回收再利用的研究受到关注，有研究人员致力于将替代生物废水处理与生物原油生产耦合，用于生物燃料和高价值化合物生产。普通小球藻广泛用于废水处理，能有效吸收废水中的营养物质、去除有毒污染物和重金属。研究还发现盐度胁迫可提高普通小球藻的总脂质含量。水热液化是将湿藻生物质转化为生物原油的有前景方法，可用于生物炼制，同时生产燃料、水性肥料，并对市政或海水养殖废水进行修复。

本研究评估了在不同盐度条件下，利用在鲑鱼产业废水中培养的普通小球藻实现废水处理和生物原油生产的整合效果。研究探索了利用同产业的高盐废水或海水作为盐源诱导微藻脂质积累的新方法，评估了盐类型对废水中重金属和残留营养物质去除效率、微藻细胞脂质含量以及通过水热液化将积累脂质转化为生物原油的影响。

普通小球藻（Chlorella vulgaris）菌株 CCM-UDEC OS1 购自智利康塞普西翁大学的 FICOLAB 实验室。在 20 ± 3°C 的培养箱中，以 BG11 液体培养基培养小球藻，使用冷白色荧光灯提供持续光照（60 μmol m^?2 s^?1），用空气泵（Atman Hp - 8000）以约 1 L/min 的流速持续通气，每周无菌转移一次。实验结果显示，RM 处理对铜的去除率最高，中位数为 64.33%（四分位距 = 10.71），其次是 YR 和 RN，中位数分别为 29.01%（四分位距 = 13.95）和 - 4.10%（四分位距 = 13.44）。对于锌，RN 和 RM 处理的去除率相似，中位数分别为 32.76%（四分位距 = 9.73）和 28.64%（四分位距 = 17.32），YR 处理的中位数为 - 3.26%（四分位距 = 5.66）。

研究评估了在盐度胁迫下，普通小球藻在实际鲑鱼产业废水培养中的生物净化和生物炼制双重潜力。尽管重金属和营养物质的去除效率相对较低，但普通小球藻在所有处理条件下仍能去除铜、锌、铅、总氮和磷酸根。在测试条件中，RM 处理表现突出。