[发明专利]一种提高小球藻对含硒废水处理能力的方法

说明书

本发明属于环境微生物技术领域，具体涉及一种提高小球藻对含硒废水处理能力的方法。该方法包括：向接入小球藻藻种的含硒废水中加入褪黑素，进行培养。本发明的方法是在培养过程中通过添加褪黑素来调控小球藻的生长代谢，应用此方法可显著提高小球藻在高硒条件下的抗逆性和对硒的吸收代谢效率。在模拟废水中，该小球藻的生长状态和无机硒的去除率显著高于对照组(未添加褪黑素组)。本发明为解决小球藻对高硒环境的适应性较差开辟了新的调控路径，对发展藻类生物除硒技术具有重要的理论和应用指导意义。

技术领域

本发明属于环境微生物技术领域，更具体地，涉及一种提高小球藻对含硒废水处理能力的方法。

背景技术

硒是一种人畜必需但安全阈值很低的微量元素，在我国湖北恩施、陕西安康及国外都有发生硒中毒事件。硒的生物毒性与其摄入剂量及化学形态密切相关，其中以硒酸盐(SeO₄^2-)和亚硒酸盐(SeO₃^2-)为代表的水溶性无机硒具有毒性高、迁移性强和污染性广等特点，被列为需要重点控制的环境影响因子。我国GB 8978-1996《污水综合排放标准》严格规定工业排放废水中硒含量不得超过100μg/L，而饮用水标准限量更是设为不超过10μg/L。然而，硒也是一种重要的工业原料，电解铜、玻璃脱色、硫酸制造等行业是生产含硒废水的重要来源，其中金矿开采废水中硒浓度高达33000μg/L，而且随着我国富硒农业蓬勃发展，无机硒肥大量施加极易造成水体硒含量超标，直接威胁生态环境安全和人类健康，研究相关环境修复技术变得尤为迫切。目前，含硒废水的处理主要包括电絮凝法、反渗透法和化学沉淀法，但都存在成本高、处理效率低及二次污染等问题，发展绿色高效的生物处理技术成为当前研究的热点。

小球藻是一种营养价值高、环境适应性广且富硒能力较强的单细胞绿藻，能将高毒性无机硒转化为以硒蛋白为主的有机硒和低毒性挥发态硒，利用该藻独特的富硒特性是实现水体中无机硒毒性钝化和迁移的重要生物处理途径。目前，我国学者已充分评价小球藻处理含硒废水的应用潜力，被证实是生物去除和挥发硒速率最高的物种，相比于传统植物修复，更具处理周期短、无时空限制和成本可控等优势。但是，硒对微藻存在生长促进和毒性抑制二重性，而通常废水中硒负荷较高，高硒浓度会严重影响藻细胞的生长活性，甚至产生致死效应，从而限制了其对无机硒的生物转化和有效去除。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题。

本发明的发明人经研究发现，向接入小球藻藻种的含硒废水中同时加入褪黑素可以促进藻细胞生长及对无机硒的吸收代谢，解决小球藻对高硒环境适应性较差的问题，有效发挥藻类高效去除硒污染的技术优势，避免高硒浓度导致的藻细胞的生长活性降低，甚至致死，可为发展小球藻高效处理含硒废水的生物修复技术提供应用指导。

为了实现上述目的，本发明提供一种提高小球藻对含硒废水处理能力的方法，该方法包括：向接入小球藻藻种的含硒废水中加入褪黑素，进行培养。

本发明的方法尤其适用于高浓度含硒废水。作为优选方案，相对于硒酸盐和/或亚硒酸盐的总浓度≤20mg/L的含硒废水，加入褪黑素后的含硒废水中褪黑素的浓度为3～40μmol/L。

作为进一步优选方案，加入褪黑素后的含硒废水中褪黑素的浓度为5～30μmol/L。作为更进一步优选方案，浓度为10～20μmol/L。

作为进一步优选方案，硒酸盐和/或亚硒酸盐的总浓度为5～15mg/L。作为更进一步优选方案，硒酸盐和/或亚硒酸盐的总浓度为8～10mg/L。

作为优选方案，向含硒废水中接入小球藻的初始藻种密度满足：OD₇₅₀＝0.55～0.65。

作为优选方案，培养的条件满足如下条件中的至少一种：

条件1：温度为20～30℃；

条件2：单侧持续光照，120～160μmol photons/m/s；