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烟气NOx微藻生物减排及其胁迫响应机理
Alternative TitleMicroalgal flue gas NOx bioremediation and ntrite stress responses
张芯
Subtype博士
Thesis Advisor王强
2017-05
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract氮氧化物 (NOx) 是化石燃料燃烧烟气中所含的主要环境污染物,其排放会引起一系列的环境问题如光化学烟雾、酸雨及温室效应等。目前,烟气脱硝已成为大气污染治理的重点。微藻生物量中氮元素含量高达细胞干重的7-12%,其规模化培养需要大量氮源,因此利用NOx做为氮源进行微藻培养,不仅可以净化烟气减少NOx排放,而且可以解决微藻培养所需的氮源供应问题。在本研究中,我们验证了微藻应用于工业烟气NOx生物减排的可行性,并深入研究了藻细胞对高浓度亚硝酸盐的胁迫适应机理。主要研究内容和结果如下: 1. 产油微藻应用于工业烟气生物脱硝的可行性验证。在实验室前期工作中,通过藻种筛选获得了一株高耐受烟道气的小球藻C2 (Chlorella sp. C2)。以小球藻C2为材料,我们对该小球藻在模拟烟气条件下的光合作用活性、生物量和油脂积累特性进行了考察,表明该小球藻能够在高浓度的烟气NOx条件下高效积累生物量和油脂,并且光合作用能力未受显著影响。进一步利用中石化石家庄炼油化工厂己内酰胺生产线的工业烟道气固定盐作为营养盐,在柱式光生物反应器中进行小球藻 C2的培养及脱硝实验,在获得高生物量和33%细胞油脂含量的同时,达到60%的脱硝效率,证明了利用微藻进行工业烟气生物脱硝及生物能源协同生产的可行性。初步建立了微藻脱硝和产油一体化模式,为后续规模化利用烟道气培养微藻产油提供参考。2. 亚硝酸盐胁迫对集胞藻PCC 6803光合作用的影响机制研究。作为烟道气固定盐的主要成分-亚硝酸盐可作为一种氮源被藻细胞直接吸收同化利用,但过高的亚硝酸盐会抑制细胞生长。本研究以光合模式蓝藻-集胞藻PCC 6803 (Synechocystis sp. PCC 6803) 为对象,通过研究亚硝酸盐胁迫对细胞光合活性的影响,分析确定了亚硝酸盐胁迫对光合作用的原初作用位点。光合放氧及PS II电子传递速率测定表明在整个光电子传递过程中 PS II对亚硝酸盐胁迫更敏感。通过热释光、快速叶绿素荧光诱导动力学曲线、QA- 再氧化曲线的测定以及蛋白免疫检测,发现亚硝酸盐胁迫处理藻细胞后,细胞内PS II响应分两个阶段:第一阶段发生在胁迫处理3 h内,PS II受体侧,即亚硝酸盐胁迫的原初损伤位点首先出现胁迫响应;第二阶段发生在胁迫处理6-12 h内,此阶段PS II的反应中心和供体侧先后受到损伤。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/31171
Collection藻类生物学及应用研究中心_学位论文
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GB/T 7714
张芯. 烟气NOx微藻生物减排及其胁迫响应机理[D]. 中国科学院水生生物研究所,2017.
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