食品级螺旋藻养殖过程中污染防治分析

食品级螺旋藻养殖过程中污染防治分析
摘要：我国螺旋藻产业起源于上世纪八十年代末，自1989年在云南省丽江程海
湖建成第一个生产基在以来，。

经过二十多年的发展已在江西、海南、福建、内
蒙古等省共有80多家企业从事螺旋藻生产加工，产业规模上已达6000多吨，形
成了完整的产业链。

在保健食品行业、生物医药行业有多方面的应用与研究。

由于国家推行食品安全战略、生态战略，对食品生产加工有了新的要求，以
及人们对健康的意识在提高，作为保健食品原料的螺旋藻生产和产业也有了新的
要求，特别是螺旋藻的养殖过程中和养殖环境提出了新要求。

螺旋藻由于自身的高富积特性，会吸收水体中的营养成份通过生物熬合转化
成对人体有益的元素，但同时也会因为水体质量受到污染螺旋藻质量也会受到有
害物质的影响，造成自身受到污染从而产生有害物质，造成产品质量问题。

对此，本文将分析螺旋藻养殖污染的原因及主要危害，探究具体的螺旋藻养殖过程中污
染防治为主要研究对象，帮助生物行业更好的了解螺旋藻养殖污染，并且能够在
实际生产中采用合理的方法和技术防止螺旋藻的污染，提高品用级螺旋藻质量。

关键词：螺旋藻养殖；污染；防治技术
随着人们对于螺旋藻品需求的不断增加，螺旋藻养殖产业得以较快发展，但是传
统螺旋藻养殖方法的应用，难免会因为水体变化而对食品级螺旋藻产生不利影响，如：营养物污染、底质富集污染以及破坏水体生态等等，基于此，推行标准化生产，加强螺旋藻养殖过程中的污染防治迫在眉睫。

1.螺旋藻养殖污染的原因
1.1 水体在养殖前受到的污染。

我国螺旋藻养殖采用江河湖水、海水、地下水进行养殖，而我国生态环境污
染特别是水污染是普遍的现实，许多地方的水在利用之前就已经受到某方面的污染，海水、地下水、江河湖水都要如此，如果在进入螺旋藻养殖前不对水质进行
一定的过滤或处理，螺旋藻受到污染是不可避免的，螺旋藻自身的富集特性会吸
收这些受污染水体中的元素，使螺旋藻品质达不到食品要求，或者水体中过多的
污染物会抑制螺旋藻的生长，会造成产量下降成本升高。

如果养殖前的水质进行
了处理，则会大大减少养殖中螺旋藻被污染的风险，对螺旋藻品质有保障，比如；笔者所在的公司在养殖螺旋藻前就对抽取的程海湖水进行了过滤，设计了一套
180M3/H过滤能力的“反冲洗多介质过滤器”使进入养殖环节的水质在保证不改变
原有PH的前提下更洁净，保证了公司多年的养殖用水安全和螺旋藻质量。

1.2 培养基残留产生的污染。

提高螺旋藻的产量，主要通过添加螺旋藻生长所需的小苏打、氮源、钾源等
营养源实现，螺旋藻养殖产生的污染主要来自于生产过程中的培养基残骸、养殖
机体残留物等。

由于培养基添加量增大与养殖密度增大，养殖机体残留物不断增多，养殖过程中的污染开始形成并日益加重，这种养殖水体富营养化也被叫做“二次污染”。

很多研究者通过研究发现水体中氮、磷含量深受残留物的影响，富营养化和水体中残留物是污染的主要原因。

比如：一些地方用淡水养殖螺旋藻养殖过
程中，对PH值进行调节时需要加入大量碳酸氢钠（小苏打），而许多厂家为了
节约成本，采用许多工业用碳酸氢钠，大量工业用碳酸氢钠在水中的溶解和残
留物质的沉淀，这就极有可能增加了水体中的重金属物质，从而造成螺旋藻重金
属超标的风险。

1.3 杂藻、细菌、真菌的污染与危害
在螺旋藻养殖过程中 , 当环境温度改变，气温过低光照不足,就会产生硅藻、
椭圆小球藻、微囊藻、针藻等杂藻，杂藻的产生会抢占螺旋藻生存空间，有些杂
藻甚至有毒性，会污染螺旋藻；当气温高而水体PH值偏低、盐度偏低时，螺旋
藻生长较慢就会产生细菌、真菌污染螺旋, 当螺旋藻受到细菌、真菌环境胁迫就
会生长不良，而受到污染, 如果螺旋藻发生死亡时 , 细菌就会趁机大量繁殖 ,在养
殖区进一步传播，导致养殖生产失败。

对椭圆小球藻等杂藻的防治主要采用加大碳酸氢钠用量来抑制杂藻，提高螺
旋藻生长量，其次要监控加入藻池的水体中是否有杂藻，要有水质过滤设施拦截
杂藻的进入。

对于细菌、真菌的污染防治主要采用选育对抗性强的螺旋藻种，其
次加强镜检，尽早采取相关应急措施，防止污染扩大。

1.4 水体敌害生物轮虫和水蝇的污染
螺旋藻养殖中出现的污染生物种类很多，危害最大的是能在藻液中迅速大量
繁殖的轮虫和水蝇，轮虫和水蝇在螺旋藻露天养殖过程中时有发生,特别是轮虫的
危害最为严重。

轮虫可直接吞食藻细胞，轮虫的繁殖速度极快,一旦发生,短时间
就可将养殖池中吃完, 造成严重损失。

对培养池内的轮虫可用 2 ～ 5 mg/ L 的漂白
粉或 8 mg/L 的硫酸铜进行喷洒, 以杀死轮虫 ,然后冲洗干净, 加入新的培养液进行
生产。

在培养过程中,轮虫发生时 ,可在培养液中加入 10 mg/L 的硫酸钙以抑制轮
虫的繁殖。

水蝇虫害发生主要发生在 6 ～8 月之间,卵发育成幼虫和成虫阶段在螺旋藻的
生长循环中占 8 ～ 9 d 时间 , 多发生在夏天螺旋藻生长旺季，故对螺旋藻养殖影响较大。

对水蝇消灭的方法主要是在藻池中挂多层拦截网拦截水中幼虫，每天清理
更换拦截网，并在藻池进水口、出水口也挂滤袋，从入水、出水上拦截水蝇幼虫，防治污染扩散。

2、螺旋藻养殖污染防治技术
2.1 保证螺旋藻生长条件的优势是防治污染的前提
养殖螺旋藻最重要的条件是光照、温度、培养液和通风等。

培养液的pH值、深度、流动、排氧及营养元素的合理供给，都是影响产量的重要因素。

因此，培
养池应建在水质好、光照条件适宜、场地宽阔的地方，pH值范围为8.6～10.5；
水深在0.2～0.3米之间；水温26～30℃，气温最好在22～35℃。

螺旋藻生长的三个关键要素是“三高”：高碱、高温、高光照。

三个关键要素
同时具备时螺旋藻就有了产量和质量的保证，但某一个条件的缺失或弱势就会使
螺旋藻失去生长优势，而使同环境中的其他生物爆发，抢占螺旋藻营养源和生存
空间，从而污染螺旋藻水环境导致养殖工作失败。

做好日常管理工作：时常保证
合适的PH值；保证养殖区夏季最高气温时有良好的通风和合适的水温，同时要
在雨季不同光照条件下水流速度快慢可调节；保证秋冬季节时有保温设施；这是
保证螺旋健康生长防治污染的基础。

保证螺旋藻生长条件的优势会减少养殖投入提高产出，同时减少螺旋藻自身
生长环境的“内污染”和对产业周边环境的“外污染”。

是防治污染的前提。

2.2 保证养殖水体污染监控是关键
螺旋藻养殖水体的质量优劣是螺旋藻产品的最关键因素。

因此对养殖水体的
监控工作尤为重要，养殖水体监控工作分为：养殖前水体监控和养殖后水体监控
两个方面
养殖前水体监控：是指从自然界中取水进入螺旋藻养殖环节前，要对水质进
行取样检测，分析水体是否受到污染?水体中的重金属是否超标等，从而确定是
否能用于螺旋藻养殖。

若发现水体受到污染或重金属超标，就不能用于养殖，或
者要进行水处理后才能进入养殖使用。

养殖前水体的质量是决定定螺旋藻产量和
质量的前提。

养殖后水体监控：是指对进入养殖环节的水体总体进行抽样检测。

进入养殖
环节后的水体加入了螺旋藻所需的各种营养源后，水体成份呈现富营养化，此时
的水体成了一定程度上的“培养液”，养殖中水体中所含的各种元素更加复杂，如PH值、盐、钙、铁、锌、钾、镁等都会大大超过自然水，这些对人体有益的元素在保证螺旋藻甡长和繁殖过程中，也会被螺旋藻富集和熬合成对人体有益的营养
元素，成为有益健康的食品。

体现螺旋藻的经济价值。

但同时养殖水中对人体有
害的铅、镉、汞、砷、锰都有可能出现超过自然水含量的情况，这些重金属在低
含量下不会对螺旋藻生长造成影响，但只要超过一定含量则会影响螺旋藻的生长，并被螺旋藻富积在藻体中，使螺旋藻呈现生长速度变慢、重金属超标等病态现象，变成对人体健康有害的东西。

养殖殖过程中的水体变化是有一个过程的，随着养殖营养源的逐步增量，水
体中所含的元素除被螺旋藻消耗大部分之外，会不断富余、沉积，一定时间后一
些元素特别是铅、镉、汞、砷、锰含量会增加，螺旋藻生长会变慢，死藻增多，
这种螺旋藻自身造成的水体的污染是一种内污染，这时的水体就不再适合再进行
养殖。

因此养殖后水体监控是提高螺旋藻品质的重点。

2.3加强养殖日常监管有应急预案是防治污染的基本工作
螺旋藻养殖过程中的任何污染都有一个变化和发展的过程，生产技术人员日
常监管工作中要有危机意识，对水体中的任何变化都要有“防范于未燃”的警惕态度，时刻掌握变化的发展趋势，在水体明显变化时立即按应急预案进行应对，并
隔离发生污染和藻池进行处理，防止污染漫延，减少损失。

2.4优化螺旋藻养殖流程，缩短养殖周期
优化养殖流程：螺旋藻生产过程分三个阶段：1、藻种培育；2、大面积养殖；3、采收、干燥。

在养殖过程中具体有9个环节的流程：1藻种培养池(原
种)→2一级培养→3二级培养→4大面积扩种→5生产池（添加营养源）→6采收
→7冲洗→8脱水→9喷雾干燥。

养殖流程多会带来人为污染，同时会增加成本，
为了优化整个养殖流程，将原来9个流程减少优化到6个流程，将原来的“一有
培养”和“二级培养” 合并到3000㎡的“藻种培养”，作为生产储备。

将原来的“冲洗”和“脱水”两个环节用一台“真空过滤”设备完成。

从流程上减少人工操作的污染风险，提高了生产效率。

优化后的流程图如下：
缩短养殖周期：螺旋藻养殖周期是指：一个已经清洗合格的养殖池（区）从
加入培养液、投放藻种、采收数十次后，直到培养液老化，池内沉积物增多，必
须进行洗池重新养殖的时间。

螺旋藻养殖周期在我国南方和北方不同气候条件下、不同水质条件下是有所差异的，长江以北的北方地区在90天左右，南方在120
天左右。

由于养殖后期池内死藻、灰份、水体沉淀增多，内源污染会产生，对食品级、有出口等级的螺旋藻产品会有质量风险，培养液中养份不平衡，使螺旋藻产量、
品质下降，因此缩短养殖周期是保证食品级螺旋藻品质的方式。

根据螺旋藻生产
行业内相关研究分析，采用自然界偏酸性的水质调配的培养基在75天左右对食
用级螺旋藻的品质有保障，采用自然界偏碱性水质或洁净海水调配的培养基在95
天左右对食品级螺旋藻质量有保障。

2.5 工厂化标准化养殖是从产业层次上防治污染，实现高质量发展的趋势：
当前，螺旋藻行业中大多采用跑道式椭圆形水泥池进行养殖，养殖面积2000-4000平方米为一个养殖单元。

大多厂家采用开放式培养，开放式养殖是一种接近自然的生产方式，在养殖过程中容易受到自然界风沙、粉尘、雨水和水蝇的污染。

螺旋藻受污染的风险更大，螺旋藻品质比起封闭式养殖要稍差一些，经相关研究
数据对比表明：开放式养殖的螺旋藻铅含量和灰分要比封闭式大棚养殖的含量要
高16.4%-20.9%，证明开放式养殖更容易受到外界因素的污染。

同时开放式养殖
的“跑、冒、滴、漏”也是环境污染之源。

在当前国家生态政策和新的环保要求下
会使产业发展受到考验。

螺旋藻工厂化标准养殖养殖是利用设备先进采用先进技术，把螺旋藻养殖环
节标准化，忧化生产环境，在更清洁的环境中进行养殖，生产出产量高、质量好
的螺旋藻。

工厂化标准化养殖是以GAP标准，通过相关认证体系的指导，利用先进技术
和设备，如：在可通风可调节温度的封闭大棚和大棚内面积相同的跑道式养殖池，或者一定数量的生物光合反应器，用过滤后的自然水，借助自然光进行工厂化养
殖螺旋藻的一种生产方式。

工厂化标准化养殖最为科学，首先是对进入养殖环节
的自然水进行过滤，保证养殖过前的水质安全，可通风可调节温度的封闭大棚对
风沙、粉尘的过滤是明显的，能有效阻隔空气中和雨水中的铅的污染，比开放式
更干净卫生，减少了外界风沙、粉尘、雨水、蚊虫的污染，采用生物光合反应器
养殖螺旋藻则更上档次，产品质量更好。

其次，工厂化标准化养殖更注重生产工
艺的先进，生产过程中采用机械生产，减少人工污染因素；同时注重环保工作，
建设有生产废水处理厂，采用“中水回用”重复利用营养源，降低成本的同时减少
对周围环境的污染，最后，工厂化标准化养殖注重和执行相关标准，每个环节流
程化，有数据记录，养殖产量和质量更高，是先进养殖的养殖方式。

也是以螺旋
藻为代表的微藻产业的发展趋势。

5、结语
综上所述，本文详细介绍了几种常见的螺旋藻养殖污染原因。

从螺旋藻养殖
过程中的内因和外因两方面进行了分析，提出了从生长条件、养殖水体、养殖周期、产业提升四个方面来改善的对策，从螺旋藻产业实践者的角度出发进行研究
和总结，期望能促进我国螺旋藻产业更快更好的发展。

参考文献：
[1] 胡鸿钧，《螺旋藻生物学及生物技术原理》科学出版社，2003.10
[2] 杨军，王艳菊，张江荣，杨文华，《重金属对程海螺旋藻生长的研究进展》，科技与创新，（2017）20-0053-02
[3] 俞辰泽，徐青山，谭应宏，骆其君，严小军，周成旭《降低养殖螺旋藻中
铅含量的研究》宁波大学学报（理工版）
[4] 胡鸿钧杜伟春李夜光李中奎耿亚红，《程海螺旋藻大规模养殖中引起污
染的三种主要杂藻的显微形态及分类位置》云南省和中国科学院省院合作项目〔97 5 06 ) 资助课题
[5] 封涛,董育红 ,张振兰，《螺旋藻养殖过程中生物污染的发生与防治》，水
利渔业，2003.05.020
[6]骆其君，谭应宏，徐青山等，《一种减少螺旋藻体中重金属含量的方
法》，CN20140076996,2014.03.05
[7]吕冰心，徐青艳，常蓉，颜志秀，李博生，《关键环境因子对螺旋藻营养元素生物积累及有机化程度的影响》，食品工业科技，2018.18。