一种利用蓝藻水华培育红假单胞菌属光合细菌的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水体微生物的培育方法，具体涉及一种利用蓝藻水华培育红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)光合细菌的方法。
【背景技术】
[0002]光合细菌(Photosynthetic Bacteria)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物的总称，是一类能在厌氧条件下进行不产氧光合作用的革兰氏阴性细菌。其中一群含有菌绿素和类胡萝卜素、能进行光合作用、光合内膜多样、以硫化物或硫酸盐或者其他物质作为电子供体的光能异养型细菌被称为紫色细菌。紫色细菌是光合细菌中的一大类，近年来在水产养殖、污水处理方面应用较多。紫色细菌因含有不同类型的类胡萝卜素，细胞培养液能呈现紫色、红色、橙褐色、黄褐色等。紫色细菌主要包括红螺菌科的红假单胞菌属(Rhodopseudomonas )，其在微生物分类中属于原核生物界，光能营养型原核生物门，红色光合细菌纲，红螺菌目，其易经诱导产生广泛的适应酶，因而对处理某些有毒或人工合成化合物的污染具有应用潜力。光合细菌的特点是:能耐较低温度，即使冰冻也不会死亡；能耐较高的盐分浓度(20%);含丰富的蛋白质(65%)、维生素B族、类胡萝卜素及辅酶Q等，故可作为高营养的蛋白质饲料原料。
[0003]光合细菌在水产养殖、污水处理中有多方面的作用，主要包括这些方面:(I)水质净化。富营养水体或者其他污水在施用光合细菌后，在水体底部缺氧的情况下，光合细菌能有效地将氨态氮、硫化氢和其他有害物质吸收，形成优势群落后还能抑制其他病原菌的生长，从而净化水质。(2)间接增氧作用。光合细菌生长繁殖时，不需要氧气，也不释放氧气，它是通过吸收水体中的耗氧因子而间接增加氧气。(3)作为培养浮游动物的饵料。光合细菌的菌体细胞营养丰富，是轮虫、枝角类等浮游动物的优质饵料，而轮虫、枝角类等是鱼类的优良的天然开口饵料。(4)可作饲料添加剂。光合细菌的菌体细胞营养丰富，并含有大量的生理活性物质，可直接拌入饲料中投喂，除增加营养，降低饲料系数外，还可起到刺激动物免疫系统，增强消化和抗病能力，促进生长的作用。
[0004]目前，我国光合细菌的培养与生产有实验室内的小规模培养，也有室外条件下的大规模培养。在实验室内利用人工配制的培养液进行小规模的培养时，其培养液中需要添加多种成分，尤其是营养物质丰富的酵母膏或牛肉膏等，才能促成光合细菌的生长繁殖。也有一些单位能够大规模培养光合细菌，并形成光合细菌产品进行出售，但是培养液或者培养基技术一般是不公开的。而光合细菌作为自然界的一种天然细菌，其容易在多种条件下自然地出现。
[0005]在我国富营养化严重并发生蓝藻水华的水体如太湖、滇池或者是高密度养殖的淡水池塘中，蓝藻水华一般被当作有害物质需要去除。由于蓝藻水华中蓝藻细胞破裂后可能释放蓝藻毒素，如果没有伴随一定的环保、安全的处理，蓝藻水华在高浓度堆积时还容易产生蓝藻水华腐烂时特有的恶臭味，并大量消耗水体溶氧，这对蓝藻水华的资源化利用形成了限制。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是对蓝藻水华资源化利用，提供一种利用蓝藻水华培育红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)光合细菌的方法。
[0007]本发明的目的是通过如下技术方案来实现的:
本发明涉及一种利用蓝藻水华培育红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)光合细菌的方法，所述方法包括如下步骤:
S1、从发生蓝藻水华的水体获取蓝藻水华，通过过滤浓缩后置于有自然光照的透光容器中；浓缩后的蓝藻水华体系在搅动均匀后的总氮浓度在200mg/L以上，总磷浓度在35-3mg/L。如果总氮浓度低于200mg/L，水体则易出现蓝藻的继续生长或其他藻类的生长而不利于蓝藻的腐烂及光合细菌的培养。而其中总磷浓度的水平是与总氮浓度相关的，总氮浓度高则总磷浓度也高，反之亦然。
[0008]S2、所述浓缩后的蓝藻水华体系在20_42°C下曝气至蓝藻水华腐烂降解，直至出现大量的呈现为暗红色的光合细菌;如果温度低于20°C则物质的降解速度会明显变慢，生成光合细菌所需的时间就会延长，如果温度高于42°C则会出现其他生物优势。
[0009]优选的，步骤S2中，利用曝气的方法对浓缩后蓝藻水华通气，以提高其中的氧气含量，并确保其中形成局部的有氧区域，形成有氧腐烂和厌氧腐烂共存。其中有氧区域的最高氧气浓度在6-15 mg/L，每个有氧区域的体积大小不定，有氧区域的分布密度为16-50个/
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[0010]第二方面，本发明还涉及所述的方法生成的光合细菌在养殖业中的用途。本发明获得的光合细菌处理水产养殖用水或畜禽类排泄物处理，或者用于饲料添加剂，且能为浮游动物提供优质的天然饵料。
[0011]第三方面，本发明还涉及所述的方法形成的光合细菌在污水净化处理中的用途。
[0012]本发明将蓝藻水华进行适当的浓缩后，改变了其中总氮、总磷的浓度，并进行适当的曝气，有利于光合细菌的大量繁殖。光合细菌具有多种优良的功能，从而实现有害蓝藻水华的资源化利用，并保护了环境。同时，本发明能环保、安全地利用光合细菌降解蓝藻水华中的藻毒素，且不产生恶臭味。
[0013]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
1、在目前我国水体普遍富营养的大背景下，蓝藻水华容易获取，原料成本低。
[0014]2、本发明为蓝藻水华的无害化处理及资源化利用提供了一个简单、实用的方法。
[0015]3、本发明的培养方法无需在实验过程中接种光合细菌做菌种，也无需另外添加相关物质，且培养周期较短，大大节约了经济成本和时间。
[0016]4、本发明的方法可将蓝藻水华转化为光合细菌的培养基质进行光合细菌的大量培养，而不需要另外供应培养基质，可促进水体氮素、磷素的无害化处理及利用，加速水体营养物质的转换，可直接用于处理蓝藻水华，并且形成的高浓度光合细菌可直接用于处理养殖废水或者畜禽排泄物，也可作为浮游动物优质的天然饵料，还可直接用于污水净化处理。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0018]实施例1
在高温的7月从发生蓝藻水华的养殖水体中捞取蓝藻水华(优势种为蓝藻门微囊藻属)，用100目的滤网过滤获得浓缩后的蓝藻水华，此时蓝藻水华呈浆状，简称为蓝藻浆，将其放置于玻璃温室中的玻璃缸中，玻璃缸总体积为70 L，高为40 cm。玻璃缸周边无遮光物，蓝藻浆的体积达到65 L。此时缸中处于悬浮态的混合物的总氮浓度为230 mg/L，总磷浓度为35 mg/L(总氮、总磷的测定参照《湖泊富营养化调查规范》(第二版)中的碱性过硫酸钾联合消解法，然后使用分光光度法测量)。然后对缸中混合物进行曝气处理，曝气使用空气栗上连接气石的方式，缸中共放置I个圆柱形气石(气石直径3 cm，高6 cm)，气石置于缸的底部，空气通过气石由缸底冒出至水华浆的表面形成气泡，气泡易在瞬间破裂。气泡形成的速度为10-20个/秒。于是，在空气通过缸底至表面的区域形成了 I个垂直向的有氧区域。有氧区域的最高氧气浓度在6-15 mg/L，有氧区域的体积大小因曝气强度大小而定，每个有氧区域的体积大小不定，该缸中有氧区域的分布密度为16个/m3。进行实验的7月-9月期间，缸中混合物温度波动在25-40°C。保持对玻璃缸中每天24小时持续曝气。
[0019]曝气3天后，即可见缸中出现大量泡沫，蓝藻变黄且带些褐色，并出现些臭味。曝气10天后，蓝藻的腐烂更明显，蓝藻几乎全变成黄褐色，且带有有机质腐烂的臭味，并且有很多泡沫从缸中溢出。曝气20天后，水体显现褐色，并在