[发明专利]一种藻菌共培养体系促进微生物诱导碳酸钙沉淀的方法

说明书

本发明一种藻菌共培养体系促进微生物诱导碳酸钙沉淀的方法，包括将微藻与脲酶细菌在添加一定浓度葡萄糖条件下进行共培养，通过测定共培养体系中叶绿素反映微藻的生长情况；将藻菌共培养体系在摇床培养后与钙化液进行混合达到藻菌共同诱导碳酸钙沉淀的目的。本发明通过人为构建微藻与脲酶细菌共培养体系不仅可以提高微藻的生物量，又可以促进微生物诱导碳酸钙沉淀过程，为微生物矿化提供了一种新颖、独特的诱导沉淀方法。

技术领域

本发明一种藻菌共培养体系促进微生物诱导碳酸钙沉淀的方法，具体属于微生物和微生物诱导方解石沉淀技术领域。

背景技术

众所周知，微藻和细菌在生态系统中长期共存，从共生到寄生之间存在着许多复杂的关系。已经有研究（周文礼，等. 不同海洋饵料微藻对抗生素的敏感性差异分析[J].武汉大学学报(理学版), 2007(02):128-133.）表明某些细菌可以将水体的有机质分解成小分子的有机酸、氨基酸及氨，为单细胞的藻类提供营养从而促进藻类的生长。并且许多微藻与细菌共培养，在废水处理、促进微藻产量以及生物燃料生产等方面发挥了积极作用。如王文国等人构建藻菌体高效处理沼液（专利号：CN106630483.A，一种基于藻菌共生的高效净化沼液的方法）；张继彪等人（专利号：CN107129950.A，一种用于净化生活污水的活性藻菌共同体和制备方法）利用铜绿微囊藻、小球藻和地衣芽孢杆菌组成藻菌共同体可以高效净化普通生活污水。如赵艳等人（专利号：CN 10569554.A，一种通过菌藻共培养提高叶黄素产量的方法）发明了一种利用藻菌共培养提高微藻生产叶黄素产量的方法以及利用藻菌共培养提高小球藻的油脂产率（专利号：CN 105755091.A，一种利用水稻内生泛菌和小球藻共培养提高小球藻油脂产率的方法）。葛保胜等人（专利号：CN 109609382.A，一种藻菌共培养促进小球藻生长和油脂积累的方法）发明了一种利用小球藻与固氮菌共培养促进藻细胞生长及产油效率，又发明了绿藻与一株硫氧化细菌按照一定比例进行混合培养提高微藻产氢量的方法（专利号：CN107663529.A，一种藻菌共培养提高光合微藻产氢量的方法）。

然而，微藻与细菌混合培养诱导沉淀的研究很少，已知微生物诱导碳酸盐沉淀(Microbially induced calcium carbonate precipitation, MICP) 即微生物进行生理代谢活动时产生的碳酸氢盐与水溶液中的钙离子反应生成碳酸钙沉淀的生物过程，是一种新型的、可替代建筑材料的绿色环保微生物技术。常见的微生物主要有细菌、藻类和真菌等，其中细菌主要为自然界广泛存在的产脲酶菌如芽孢杆菌中的sporosaricinapasteurii诱导碳酸钙沉淀被众多国内外学者研究及应用，如东南大学钱春香等人（专利号：CN200510094744.5，利用微生物沉积制备碳酸钙的方法）利用经过含尿素底物的培养基培养后的巴氏芽孢杆菌与CaCl₂溶液混合在一定条件下反应生成碳酸钙沉淀。实验室研究较多的是纯培养微生物诱导碳酸钙沉淀，迄今为止国内外未见通过人工构建微藻与细菌共培养体系在微生物诱导碳酸钙方面上的技术研究及应用。已知脲酶细菌是一种分泌脲酶分解尿素的菌株，当有水体环境有尿素存在时，其分泌会脲酶对尿素进行分解生成HCO₃^-和氨气。而小球藻作为一种光合自养绿藻，在进行同化作用时能够利用水体中的HCO₃^-，以致胞外CO₃^2-浓度升高。当小球藻和脲酶细菌共培养时，理论上其脲酶细菌不仅可以水解尿素生成HCO₃^-,还通过呼吸作用提供CO₂参与到小球藻的光合作用，当水体环境Ca²⁺浓度足够时，将主动促进碳酸根生成促进碳酸钙的生成。因此本发明通过人工构建小球藻与脲酶细菌共培养体系进行诱导碳酸钙沉淀，提供一种新颖、独特的方法并在微生物矿化方面具有有益的指导意义。

发明内容