[发明专利]核辐射诱变微藻生物质固定烟气高浓度CO2的方法

说明书

技术领域

本发明是关于生物质能利用技术，特别涉及核辐射诱变微藻生物质固定烟气高浓度CO₂的方法。

背景技术

温室效应的严重影响使人们日益关注CO₂减排问题，目前大气中CO₂浓度已逐渐增加到380ppm。微藻的生长繁殖迅速，光合作用过程需要消耗大量CO₂，故利用微藻固定燃煤电厂烟气中的CO₂，成为近年来的研究热点。利用废水废气养殖微藻的经济成本较低，而能够在高效固定烟气CO₂取得环境效益的同时，收获具有较高经济价值的微藻生物质，对于发展新能源和低碳经济具有重要意义。

国内外针对藻种筛选研究表明，无论是密闭空间中微量CO₂的固定还是烟道废气中大量CO₂的脱除减排，绿藻和蓝藻具有很大的优势，尤以绿藻中的小球藻为佳。但微藻在高浓度CO₂条件下存在生长速率和固碳效率较低等问题，因此开发高效固碳藻种以及固碳工艺是关键所在。

高效固定CO₂的藻种筛选方法主要有三方面：（1）天然藻种筛选：Sung等人从电厂附近的水域中分离出一种小球藻KR-1，这种藻生长的最佳CO₂浓度为10%，此时最大生长速度为0.667g/L·d；（2）CO₂浓度驯化：Yun等人在普通小球藻生长期间，通入恒定流量的气体，并且气体中CO₂浓度随着培养时间的延长由5%逐渐递增到30%（大约每隔43h，CO₂浓度增加5%或10%），用藻细胞的平均生长率与含碳量来计算CO₂固定效率。在培养183h后CO₂浓度增加到20%时，得到最大的CO₂固定速率为0.936g/L·d。（3）化学诱变：Kao等人使用甲磺酸乙酯诱导小球藻发生突变，并在通入生物气(生物气的组成成分为：～20%CO₂,～70%CH₄,H₂S<50ppm)的密闭空间里定向的筛选突变体，获得能够耐受高浓度CO₂的诱变体，并应用于脱除生物气中的CO₂，提高生物气中的CH₄气的含量。

由于小球藻等许多微藻的全基因组测序尚远未完成，对微藻固碳关键控制基因的多样性、进化途径及其与表观性能关联等诸多方面还远未揭示，导致很难通过简单地将某个基因进行过表达或者敲除操作而实现改良固碳性能的效果，故采用核诱变方法选育固碳藻种可能是一条有效途径。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够在高效固定烟气CO₂取得环境效益的同时，收获具有较高经济价值的微藻生物质的固定烟气高浓度CO₂的方法。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供核辐射诱变微藻生物质固定烟气高浓度CO₂的方法，具体包括下述步骤：

（1）取10～20mL原始藻液加入到离心管（50mL）中，用剂量为100～900GY的⁶⁰Co-γ射线对离心管中的原始藻液进行辐射5～90min，剂量率为10～20GY/min；然后将装有辐照后的藻液的离心管放在光照培养箱中，进行30～40天的恢复培养，恢复培养是指：培养温度为20～23℃，每天分别依次进行12小时光照处理和12小时黑暗处理，且光照处理时的光照强度为800～1200lux；

（2）将步骤1处理后的藻液接种到三角瓶（1L）中，且接种量为5%～10%，接种后三角瓶中的SE标准培养基体积为500～1000mL；然后对接种后的藻液进行放大培养：在培养温度为25～29℃，每天分别依次进行12小时光照处理和12小时黑暗处理，且光照处理时的光照强度1000～3000lux，并向三角瓶中通入空气，培养10～15天；放大培养结束后，将藻液在4000rpm下离心5min，丢掉上清液，下层沉淀即为诱变藻种；