二氧化碳对微藻去除抗生素的影响及利用机制的研究
背景介绍：
抗生素自发现以来在日常生活中的应用越来越广泛，在医疗卫生、畜牧养殖等方面大量应用。而抗生素的大量使用也导致了环境污染，抗生素排入到自然水体中，促进了抗性菌和抗性基因的产生，引起环境中抗性致病菌的增加，对人类造成威胁。目前对自然水体中抗生素的去除的研究正大量进行，其中生物处理前景良好，操作简便，投入较小且效果较好，除使用菌类外，还可使用微藻来去除水体中抗生素，微藻可利用污染水体中的有机物、氮、磷等物质合成生物质，达到去除污染的目的。微藻只能利用二氧化碳和HCO3-，因此很多微藻在体内形成了二氧化碳浓缩机制（CCMS），其主要特征为，低浓度的二氧化碳就能满足微藻对光合作用的需要，因此现在对微藻处理废水的研究正在进行中。二氧化碳作为微藻光合作用的必需物质，同时也是重要温室气体，本实验拟通过探究二氧化碳对微藻去除抗生素的影响及利用机制为二氧化碳的控制提供新思路，通过微藻将二氧化碳的去除与抗生素的去除结合起来，以达到更高效的污染治理的目的。
本课题将从以下三个方面开展研究：
- 二氧化碳作用下，微藻对抗生素去除作用的影响
- 二氧化碳作用下，微藻培养体系中无机碳源的存在形式及组分变化
- 优化条件，使二氧化碳作用下，达到较高的去除率
目前研究进展：
抗生素废水的处理方法在不断探索与发展之中，传统方法有活性污泥法、吸附法、膜分离技术。目前的新型方法有人工湿地、电氧化、高吸水树脂法。这其中利用生物来处理水体中的抗生素具有良好前景，相比其他方法而言，生物法更简单易操作且适用范围广，能够达到将污染治理与能源利用结合的目的。微藻作为自然界中常见植物，不仅种类繁多而且便于培养繁殖，可作为生物法处理抗生素废水的优先考虑对象。
微藻在各类废水中的应用都处于研究之中，在水产养殖及畜禽养殖废水的处理中对COD、TP、TN的去除都良好。在工业废水的处理中对磷的去除好于对氮的去除，与不同物质结合能改变去除率。在城市废水处理中可用微藻进行深度处理。在抗生素废水的处理中，由于抗生素对藻类具有毒性作用，仅用藻来处理可能会造成藻类死亡，因此藻种选育及藻与菌类结合处理都是研究的问题所在。此外对于藻的培养也需要注意，不同藻类需要的营养物质配比有所不同。
小球藻固碳的研究表明，纯二氧化碳条件下小球藻的生长受到抑制，在小球藻生长的过程中适当通入空气有助于小球藻的生长，尤其在生长前期通气，小球藻的生长情况会比在后期通气更好。通气速率、二氧化碳含量及通气时间都对小球藻的固碳会产生影响，本实验就是探究不同二氧化碳条件下小球藻生长变化以及在生长中对于抗生素中营养物质的利用。
此外，小球藻可生成生物柴油，小球藻细胞中可生成储备脂肪酸，在处理污染废水的同时可以积累油脂，提取出加以利用，可作为能源，能够将污染治理与资源利用结合起来，具有良好的发展潜力。
实验设计：
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