光合细菌的应用

藻类与光台细菌的生长协同作用。当污水中有藻类生长以后，藻类很快占有优势，吸收了大量的光源，而从抑制了光台细茁的生长．ＣＤ物质去除少或没有去除。在热杀死藻类后的污水中接种光合细菌，丽Ｏ就可以实现高效快速培养光台细菌的目的，同时培养液中的光台细菌纯度大，经济利用价值高；从而实现了污水的资源化处理：培养物，杂菌含量高，经济价值小。由于光合细菌利用大分子有机物比较困难，脱氨氮能力小。本研究讨论了

藻类与光合细菌的生长协同作用。当污水中有藻类生长以后，藻类很快占有优势，吸收了大量的光源，从而

抑制了光合细菌的生长，-./ 物质去除少或没有去除。在热杀死藻类后的污水中接种光合细菌，就可以而实现高效快速培养光合细菌的目的，同时培养液中的光合细菌纯度大，经济利用价值高；从而实现了污水的

资源化处理。

"* "* ! 分批培养由于藻类在生活污水中有较大的生长速率，可以抑制

光合细菌的生长。为了避开藻类对光和细菌的影响，本研究采用优先培

5* . 6 !.5 个。在藻类优先充分培养，在杀藻类后可能由于藻类的死亡分

解产生了较多的生长因子，提供给光合细菌良好的生长环境，使得到

的

培养物有较大的光合细菌的纯度，有机物质转化较为充分7 有利于资源

化的利用。

用藻类预生长可以提高光合细菌的生长速率，获得大量的可供养殖业利用的活性光合细菌；

可以较好地实现生活污水的转化净化；

较其他的反应器更能够节约能源，达到污水的资源化利用。

由于人类活动的影响, 可能在短期内会使大量含氮含磷等植物性营养物质进入水体, 从而引起藻类和浮游生物的迅速繁殖, 使水体溶解氧下降、透明度下降、质恶化、水鱼贝及其他水生生物大量死亡。

细菌不仅可以分解有机物, 而且可以作为浮游动物的

食物。细菌在藻类不足或可食性藻类短缺时, 起到稳定维

持浮游动物食物网的作用, 防止因食物不足而引起浮游动

物生物量下降的情况。目前比较流行的有以下2种。

( 1) 投加PSB(光合细菌)。这种方法目前在日本、韩

国、

澳大利亚等国应用较多, 即通过定期向水中投加光合

细菌来净化水体。

３．１投放益生菌

益生菌具有净化污水、分解淤泥、消除恶臭

的作用，有些还具有去除氮磷、絮凝有机物、抑

制蓝藻生长的特点呤１。如：利用光合细菌可以

净化水质、维持水环境微生态平衡¨Ｊ，利用氨

化菌和聚磷菌¨１可以脱氮除磷，利用微生物产

生絮凝剂的吸附作用可以除去水体中的有机物和

氮磷哺］。李雪梅等［９１在富营养化的湖泊水体中

进行了应用益生菌调节水质试验，结果水体透明

度在２个月后提高了４３３％，水体表面叶绿素ａ

含量在１个月后下降了９６．５％，明显抑制了藻

类的生长，防止了水华爆发。

光合细菌由于其自身富含的多种营养物质和生物活性物质，以及可以进行光合作用、有氧呼吸、发酵及固氮放氢等生理功能，使其在水产养殖、畜禽饲养、新能源的生产、环境保护及保健品等方面的应用越来越多，光合细菌对富营养化水体中浮游植物的数量有一定的调控作用，对形成水华的主要种类铜绿微囊藻（Microcystiaeruginosa Kuetzing）有抑制作用，但有关光合细菌对水华藻

类抑制作用的研究依然很少，尤其是光合细菌混合

物抑藻作用的研究还未见报道。

本研究以两种光合细菌为材料，以常见的“水

华”藻类铜绿微囊藻为对象，在实验室条件下采用

光合细菌与藻细胞共同液体培养的方法，探讨沼泽

红假单孢菌（Rhodopseudmonas palustris）、球形红

细菌（Rhodobacter sphaeroides）及其混合培养物对

藻类生长的抑制作用及影响因素，以期为微囊藻水

华的治理提供理论依据。

光合细菌与铜绿微囊藻细胞在共同竞争性生

长过程中，各自不同的生长和繁殖方式，不同的生

物代谢过程包括物质的吸收、降解、转化、分泌等

很可能是光合细菌与藻类互作过程及抑制作用发

生的内在机制。进一步研究光合细菌及藻类生长、

代谢的生理生化机制，以及它们共生过程中生理生

态关系等十分必要。

藻类生长率对光和温度的变化更敏感用。光照和

温度对生长率和营养吸收率的限制程度不同，温度对

光合细菌生长率的限制作用低，所以光合细菌对温度

的耐受范围较藻类要大，当温度低于２７℃时，影响藻

类生长率的酶类活性下降程度要比光合细菌大，故光

合细菌对藻类形成竞争优势，在营养及光照方面对藻

类造成抑制，造成藻类数量的下降；当温度高于３１℃

时，影响光合细菌及藻类生长率的酶类活性都有所

增加，但光合细菌的活性增长速度较藻类要大，同样

也抑制了藻类的生长繁殖，也造成藻类数量的下降。

水体中施入光合细菌后，硅藻、小球藻等鱼类喜欢摄食的藻类成为优势藻类，而蓝藻等有害藻类受到抑制。光合细菌能大量利用水中的

氨氮，能有效避免“水华”的产生，如蓝藻的大量繁生。

一、藻类是什麼？ 藻类一词有时很难加以定义，为方便起见，在此将藻类定义为具叶绿体，以光合作用为营养方式之单细胞或多细胞最小植物。藻类的种类非常多，不过却具有若干共同的特性，例如藉著光合作用利二氧化碳来生产有机物，故属於自营性( Autotrophic ) 生物；生长密度自水面向下递减，主要光线越来越弱之故；大量繁殖会耗掉水中二氧化碳，使pH 值上升，但在黑暗中会耗掉水中溶氧，放出二氧化碳使pH 值下降；以及会吸收水中的营养元素，如氮( 常以NO3-形式吸收)、磷( 常以磷酸盐形式吸收)、硫( 常以SO42- 之形式吸收)，和一些微量元素如钠、钾、钙、镁、铁、铜、钼等。 藻类的组织分化甚少，不具真正的根、茎、叶。因种类的不同，藻类的色泽及形体差异很大，不过在一般养殖池中主要以呈绿色的藻类居多。又依藻类的生长方式不一，有些微小的藻类漂浮在水中称浮游藻，有些附著在其他生物或无生物体上生活称固著藻。浮游藻通常多属於单细胞，而肉眼无法明视；固著藻虽有不同生长形态，但以丝状藻占绝大部份，且多为多细胞藻类。 浮游性单细胞藻类具有利用太阳能效率高、生长繁殖迅速、对环境的适应性强和容易在一般养殖池中大量滋生等重要特性，因而较受到重视。相较之下，固著性多细胞丝状藻类因繁殖较慢，通常仅著生於池岸或浅水域之底床，对水质之影响较小。职事之故，普通在讨论养殖池中藻类过度生长之控制时，主要是以浮游藻为探讨的对象。 二、藻类与水产养殖的关系如何？ 近年来国内养殖事业为了提高单位面积产量，以期获得最大的经济效益，往往采用高密度集约饲养，并大量使用人工饵料，结果连带亦让养殖环境容易受到破坏。其中最为人诟病的是池水中藻类过度生长所衍生的水质恶化问题，若不加以控制及改善，一旦发生这个问题，将对养殖生物造成危害。 在养殖池中发生藻类是很正常的事。事实上，在鱼类养殖方面，养殖池中有适当而足够的藻类是必须的，理由是藻类不仅能吸收水中的无机盐类，提供良好的水质环境，亦可做为天然饵食给鱼类食用。故在水产养殖中，藻类既参与了对水质的净化，藻体本身又可为鱼虾的饵料，从而构成了水环境中物质循环和食物链的重要环节，其重要性不容视。 但是，一般业者极可能因投入过多饲料等人为污染或其他原因，使得藻类繁生过多，严重时甚至产生藻华( Algae bloom ) 的现象。所谓藻华是指池水因藻类过度繁殖而呈现藻色的景观，它主要是由一些单细胞藻类大量增殖所引起的。例如，一些单细胞绿藻一旦形成藻华，则水色将明显转变为绿色，这种现象也称「水绿」。 藻华对养殖环境所造成的不良影响主要有二：(1)由於藻类增殖量太多，在夜间会消耗大量的氧气，造成池水溶氧不足，导致养殖生物缺氧甚至死亡。(2)藻体死亡被微生物分解，造成水质恶化直接对养殖生物的生存构成严重的威胁。这些不良的影响，一般称为「藻害」。 藻华的形成与水中累积太多的硝酸盐及磷酸盐有密切的关系，这些营养盐主要来自於食物的残饵及鱼虾排池物受水中微生物分解而产生。若能定期实施局部性换水，以减少水中的硝酸盐及磷酸盐之浓度，间接可减少藻华之发生机会。因此一般业者面对此问题时，多以换水的方式解决。 然而，当受限於水源短缺而无法经常实施局部换水时，如何防止藻害的形成，将是一个十分具挑战性的技术性问题。藻害一旦形成，不仅是新手当会感到束手无策，就是老手也会大伤脑筋。因为至目前为止，尚无一种有效的方法可以马上将藻类消灭，而不伤害到水中其他生物的。因此在兼顾其他水中生物的安全考量之下，乃衍生了许多除藻的方法，一般可将它们归类为：(1)机械控制法、(2)化学控制法、(3)生物控制法。这些方法将在以下三节分别论述。

三、何谓机械控制法？ 机械控制法又称物理控制法，它是一种最安全的方法。这个方法基本是徒手或使用工具、设备等将水中的藻类除掉。对丝状藻而言，使用本法具有某种程度的时效，可以将大部份的丝状藻从水中移走。但对单细胞藻类则效果极为有限，即使运用机械过滤方式来处理，不仅既费电力，且过滤微细藻类的效率也不佳。