斜生栅藻对重金属的吸附及其产油条件的优化

发布时间：2017-05-09 15:02

  本文关键词：斜生栅藻对重金属的吸附及其产油条件的优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)是一种分布广泛、生长迅速、易于培养的单细胞绿藻,因其能积累大量中性脂而成为生产生物柴油的理想原料之一,同时该藻在吸附水体重金属方面有着巨大的潜力,因此,该种微藻在能源与环保领域都有极高的应用价值。本文研究了斜生栅藻对重金属镉(Cd2+)的吸附情况及不同浓度的镉处理和恢复处理下斜生栅藻的光合活性。斜生栅藻对镉有高达97%的吸附率,Cd2+对斜生栅藻的生长半抑制浓度(IC50-96h)为119.04 μmol/L。浓度高于50 μmol/L的Cd2+不仅会抑制叶绿素的合成,还会明显抑制斜生栅藻的光合活性,并且这种抑制作用对于光系统Ⅱ (PS Ⅱ)更显著。添加新鲜培养基的处理方式,不仅不能恢复其光合活性,反而导致其实际光合量子产量Y(Ⅱ)和最大光合量子产量Fv/Fm几乎为零。而浓度为1-10μmol/L的Cd2+对斜生栅藻的损伤并不大,尚能保持较高的光合活性。因此,我们初步认为斜生栅藻作为治理镉污染水体的吸附材料有着良好的发展前景。本文通过缺氮和加入钨酸钠两种方法对斜生栅藻的油脂含量进行测定,旨在摸索出利于斜生栅藻的最适产油条件。在缺氮条件下,斜生栅藻的细胞生长和光合活性都受到了抑制,油脂含量有了显著的提升,在氮浓度为0.176 mmol/L时,其油脂含量最高,尼罗红染色后的相对荧光值为40.78,TAG含量为25.2(%干重)。钨酸钠(Sodium tungstate)是硝酸还原酶的抑制剂,可以有效降低硝酸还原酶的活性,在培养液中直接加入钨酸钠也可以达到缺氮处理的效果,当培养液中钨酸钠终浓度为7.5 mmol/L时,尼罗红染色后的相对荧光值高达63.51。根据上述实验结果,我们初步认为：先积累生物量后积累油脂含量的“两步法”操作不仅更加简单,而且培养周期短,产油量也得到了显著的提升,该“两步法”为斜生栅藻大规模培养生产生物柴油提供了理论基础。
【关键词】：斜生栅藻 镉处理 PSⅡ PSⅠ 生物柴油 钨酸钠
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q949.2;TE667
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 引言9-22
• 1.1 微藻治理重金属镉污染9-13
• 1.1.1 生物吸附法治理重金属污染9-10
• 1.1.2 微藻吸附重金属的研究进展10-11
• 1.1.3 藻类吸附重金属离子的机制11-12
• 1.1.4 重金属对微藻的影响12-13
• 1.2 微藻生物柴油13-18
• 1.2.1 产油微藻14
• 1.2.2 影响微藻生长和油脂积累的因素14-18
• 1.3 斜生栅藻及其研究现状18-19
• 1.3.1 斜生栅藻概述18
• 1.3.2 斜生栅藻的应用18-19
• 1.4 相关试验方法介绍19-21
• 1.4.1 光合作用的研究方法19-20
• 1.4.2 尼罗红染色测定中性脂20-21
• 1.5 研究目的和意义21-22
• 2 斜生栅藻对重金属镉的吸附及镉对斜生栅藻光合作用的影响22-34
• 2.1 前言22
• 2.2 材料与方法22-24
• 2.2.1 藻种与培养22
• 2.2.2 实验试剂22-23
• 2.2.3 叶绿素a浓度测定23
• 2.2.4 重金属胁迫及恢复处理23-24
• 2.2.5 半抑制浓度(IC_(50)-96h)的测定24
• 2.2.6 光合活性测定24
• 2.2.7 培养液中重金属含量测定24
• 2.2.8 数据分析24
• 2.3 结果与分析24-32
• 2.3.1 不同浓度镉对斜生栅藻生长以及光合作用的影响24-28
• 2.3.2 重金属吸附情况28-29
• 2.3.3 恢复处理对于斜生栅藻的生长以及光合作用的影响29-32
• 2.4 讨论32-34
• 3 斜生栅藻产油条件的优化34-49
• 3.1 前言34
• 3.2 材料与方法34-37
• 3.2.1 藻种与培养34-35
• 3.2.2 实验试剂35
• 3.2.3 藻细胞生长的测定35
• 3.2.4 光合活性的测定35-36
• 3.2.5 尼罗红染色条件的优化以及荧光值测定36
• 3.2.6 中性脂含量的测定36
• 3.2.7 数据分析36-37
• 3.3 结果37-47
• 3.3.1 斜生栅藻生长条件优化37-38
• 3.3.2 尼罗红染色条件优化38-41
• 3.3.3 缺氮培养对斜生栅藻生长和油脂含量的影响41-44
• 3.3.4 不同浓度钨酸钠对斜生栅藻生长和油脂含量的影响44-47
• 3.4 讨论47-49
• 4 结论49-50
• 5 展望50-51
• 6 参考文献51-61
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况61-62
• 8 致谢62

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本文编号：352688