藻菌共生系统

[拼音]：zao jun gongsheng xitong

[外文]：algal-bacterial symbiotic system

利用藻类和细菌两类生物之间在功能上的协同作用处理污水的一种生态系统。

基本原理

藻菌共生系统处理污水的基本原理是：污水中的有机污染物，由需氧性细菌进行氧化分解，产生NH嬃、PO婯和CO2等;而藻类则利用NH嬃、PO婯和CO2等为营养，以阳光为能源，经叶绿素进行光合作用，合成藻类自身细胞物质，并释放出氧气供细菌继续氧化有机物之用。

不同的学者对藻类的光合作用过程用不同的方程式描述。

斯图姆和格洛伊纳的方程式是：

106CO2＋90H2O＋16NO婣＋PO婯＋光能──→

C106H180O45N16P1(藻类生物量)＋154.5O2

P.L.麦卡蒂的方程式略有不同：106CO2＋81H2O＋16NO婣＋HPO婯＋18H+＋光能──→

C106H181O45N16P1(藻类生物量)＋150O2

而W.J.奥斯特瓦尔特和H.B.戈塔斯的方程式是：

1.0NH嬃＋7.26CO2＋2.53H2O──→

C7.62H8.08O2.53N1.0＋7.62O2＋H+据后一方程式计算，在藻菌共生过程中，合成153.56克藻类细胞物质，需消耗335.28克CO2，产生243.84克氧；即每合成1.0克的藻类细胞物质，需2.18克CO2，同时有1.6克氧释放到系统中去，供细菌进行氧化分解。

研究概述

同普通植物学中所阐述的地衣中的藻类和菌类共生的传统概念不同，污水处理中的藻菌共生系统，作为环境生物学的一个新的概念，是20世纪50年代以来从氧化塘法的研究中逐渐形成的。H.E.路德维希、H.B.戈塔斯和W.J.奥斯瓦尔特等人首先研究了氧化塘中的藻菌共生和藻类光合放氧问题，随后许多学者对藻菌共生系统进行了基础理论和实际应用的研究。70年代以后，逐步深入到该系统的生物种类及其生理生化特征、处理污水的作用机理、运转规律、方程式推导和数学模拟等方面。藻菌共生系统的原理，现已成为氧化塘法处理污水的理论基础，以及设计和管理氧化塘的依据。

目前，对藻菌共生系统的研究，出现了从非控制生长向控制生长发展的趋势。1962年R.E.麦金尼设想建立一种用于处理污水的絮凝藻菌共生系统。这种共生系统由于运转方式同活性污泥法相类似，故称为“活性藻类”，实际上就是在特定的构筑物中在人工控制条件下培育成的藻菌共生系统，用以处理污水。1965年V.N.瓦伯赫首先创立“活性藻类”法。后来，E.C.麦克里夫等人对“活性藻类”运转的基本参数和处理效果进行了实验研究，结果表明活性藻类对营养元素(氮、磷)、有机废物的去除，对生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)的降低性能都比较理想，从而认为受控的藻菌共生系统──活性藻类是污水二级处理和污水三级处理的一种有效方法。有些学者认为，利用藻菌共生系统处理污水，还可以达到综合利用的目的，即可以通过回收有经济价值的藻类和渔获物，将污水中的废弃物质变成有用资源。但是在处理有毒废水时，应慎重对待回收产品的残毒积累问题。

中国长期以来利用生活污水养鱼，实际上也是一种利用天然藻菌共生系统处理污水并回收渔产品的方法。70年代以来，中国科学院水生生物研究所等单位，曾从事在构筑物中利用受控的藻菌共生系统处理含高浓度氨态氮废水、印染废水和炼油废水的研究；在湖北省鄂城县境内受多种农药、化工废水严重污染的鸭儿湖，采用氧化塘天然藻菌共生系统治理污染已经取得成效，并对藻菌共生系统的作用机理进行了较为深入的研究。

参考书目
  1. S.V.Ganapati，Biochemical Studies of Algalbacterial Symbiosis in　High-rate　Oxidation Pondswith Varying Detention Periods and Algae，Archivfür Hydrobiologie，76(3):302～367，1975.