离子束改良光合细菌生物产氢与生物修复巢湖富营养化水体效果研究

摘要

利用离子注入生物诱变选育技术与离子束辅助介导转基因技术，联用大规模高效培养和新型产氢光生物反应器构建与高效生物转化技术以及制氢系统经济评价研究方法，采用氮磷营养盐资源人工模拟巢湖富营养化水体作为生物产氢与生物修复系统，以离子注入光合生物光合细菌为实验对象，研究了离子注入筛选优质高效固氮除磷、产氢光合生物光合细菌突变株的生物学效应、产氢效能及其对巢湖富营养化水体的净化能力。结果表明：（1）从采样的巢湖水、底泥中分离出6株光合细菌；（2）经过反复离子注入诱变选育，初步筛选到2株高效固氮除磷光合细菌（沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris）突变株PSB391与PSB698，其对富营养化污水中氮、磷最高去除率的分别达到76.4﹪、65.3﹪，77.7﹪、64.1﹪；同时筛选到1株高效固氮除磷产氢光合细菌（沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris）突变株PSB297，其最高产氢能力比出发菌株提高15﹪，可连续产氢约40ml/h.L，对富营养化污水中氮、磷去除率的分别达到78.1﹪、62.9﹪。经过连续6代传代实验，发现该两种突变株具有很好的遗传稳定性。（3）通过应用离子束生物诱变技术集成能源与环境生物工程技术将某些资源微生物改良后用于富营养化水体生物修复工程中，同时具有高效净水效应、经济效益、环境效益与能源效益，可为巢湖流域水污染控制与资源化利用及巢湖区域水环境生态安全健康可持续发展提供了一种新的技术保障途径。