循环经济的核心理念是废弃物回收转化为新产品,对环境可持续性提升与气候变化减缓具有重要意义。微藻培养与水产养殖的结合是循环经济的典型实践,通过捕获营养盐、利用二氧化碳排放及生产高价值可再生生物质与生物分子,可有效提升水产养殖的环境可持续性。本研究聚焦循环水养殖系统(RAS)水体与二氧化碳排气(浓度600-1100 ppm)协同利用对小球藻生长及生化组成的影响,开展相关实验探究。
实验结果显示,即便在18-19 °C的较低温度条件下,小球藻仍维持较高生长活性,最大比生长速率达0.95;在8-16天的培养周期内,对RAS水体中营养盐展现出极强的去除能力,平均去除率分别为磷酸盐98-100%、硝酸盐82-99%、总氮68-95%。进一步研究发现,提升光照强度(约90 mmol·m⁻²·s⁻¹)和/或采用RAS排气,可显著促进小球藻生长、生物量积累及营养盐捕获效率。

在生化组成调控方面,硫限制下的两阶段培养可使小球藻脂质含量达到峰值(约18%干重),但在RAS水体中添加磷以降低氮磷比实现氮限制时,未观察到脂质含量提升现象。此外,培养基成分与光照强度的协同作用决定了小球藻的脂肪酸组成。
本研究在契合未来微藻生产与RAS系统整合潜力的条件下,成功构建了基于RAS水体和生物源二氧化碳的稳定、快速小球藻培养体系,并对所得生物质的生化组成进行了系统分析。该研究为循环经济理念在水产养殖领域的深化应用提供了技术支撑,也为提升水产养殖环境可持续性开辟了新路径。
原文链接:Growth and biomass composition of Chlorella vulgaris using nutrient-rich water and CO2 from a recirculating aquaculture system