摘要：我国螺旋藻产业起源于上世纪八十年代末， 自1989年在云南省丽江程海湖建成第一个生产基在以来，。经过二十多年的发展已在江西、海南、福建、内蒙古等省共有80多家企业从事螺旋藻生产加工，产业规模上已达6000多吨，形成了完整的产业链。在保健食品行业、生物医药行业有多方面的应用与研究。
由于国家推行食品安全战略、生态战略，对食品生产加工有了新的要求，以及人们对健康的意识在提高，作为保健食品原料的螺旋藻生产和产业也有了新的要求，特别是螺旋藻的养殖过程中和养殖环境提出了新要求。
螺旋藻由于自身的高富积特性，会吸收水体中的营养成份通过生物熬合转化成对人体有益的元素，但同时也会因为水体质量受到污染螺旋藻质量也会受到有害物质的影响，造成自身受到污染从而产生有害物质，造成产品质量问题。对此，本文将分析螺旋藻养殖污染的原因及主要危害，探究具体的螺旋藻养殖过程中污染防治为主要研究对象，帮助生物行业更好的了解螺旋藻养殖污染，并且能够在实际生产中采用合理的方法和技术防止螺旋藻的污染，提高品用级螺旋藻质量。
关键词：螺旋藻养殖；污染；防治技术
随着人们对于螺旋藻品需求的不断增加，螺旋藻养殖产业得以较快发展，但是传统螺旋藻养殖方法的应用，难免会因为水体变化而对食品级螺旋藻产生不利影响，如：营养物污染、底质富集污染以及破坏水体生态等等，基于此，推行标准化生产，加强螺旋藻养殖过程中的污染防治迫在眉睫。
1.螺旋藻养殖污染的原因
1.1 水体在养殖前受到的污染。
我国螺旋藻养殖采用江河湖水、海水、地下水进行养殖，而我国生态环境污染特别是水污染是普遍的现实，许多地方的水在利用之前就已经受到某方面的污染，海水、地下水、江河湖水都要如此，如果在进入螺旋藻养殖前不对水质进行一定的过滤或处理，螺旋藻受到污染是不可避免的，螺旋藻自身的富集特性会吸收这些受污染水体中的元素，使螺旋藻品质达不到食品要求，或者水体中过多的污染物会抑制螺旋藻的生长，会造成产量下降成本升高。如果养殖前的水质进行了处理，则会大大减少养殖中螺旋藻被污染的风险，对螺旋藻品质有保障，比如；笔者所在的公司在养殖螺旋藻前就对抽取的程海湖水进行了过滤，设计了一套180M3/H过滤能力的“反冲洗多介质过滤器”使进入养殖环节的水质在保证不改变原有PH的前提下更洁净，保证了公司多年的养殖用水安全和螺旋藻质量。
1.2 培养基残留产生的污染。
提高螺旋藻的产量，主要通过添加螺旋藻生长所需的小苏打、氮源、钾源等营养源实现，螺旋藻养殖产生的污染主要来自于生产过程中的培养基残骸、养殖机体残留物等。由于培养基添加量增大与养殖密度增大，养殖机体残留物不断增多，养殖过程中的污染开始形成并日益加重，这种养殖水体富营养化也被叫做“二次污染”。很多研究者通过研究发现水体中氮、磷含量深受残留物的影响，富营养化和水体中残留物是污染的主要原因。比如：一些地方用淡水养殖螺旋藻养殖过程中，对PH值进行调节时需要加入大量碳酸氢钠（小苏打），而许多厂家为了节约成本，采用许多工业用 碳酸氢钠，大量工业用碳酸氢钠在水中的溶解和残留物质的沉淀，这就极有可能增加了水体中的重金属物质，从而造成螺旋藻重金属超标的风险。
1.3 杂藻、细菌 、真菌的污染与危害
在螺旋藻养殖过程中 , 当环境温度改变，气温过低光照不足,就会产生硅藻、椭圆小球藻、微囊藻、针藻等杂藻，杂藻的产生会抢占螺旋藻生存空间，有些杂藻甚至有毒性，会污染螺旋藻；当气温高而水体PH值偏低、盐度偏低时， 螺旋藻生长较慢就会产生细菌、真菌污染螺旋, 当螺旋藻受到细菌、真菌环境胁迫就会生长不良，而受到污染, 如果螺旋藻发生死亡时 , 细菌就会趁机大量繁殖 ,在养殖区进一步传播，导致养殖生产失败。
对椭圆小球藻等杂藻的防治主要采用加大碳酸氢钠用量来抑制杂藻，提高螺旋藻生长量，其次要监控加入藻池的水体中是否有杂藻，要有水质过滤设施拦截杂藻的进入。对于细菌、真菌的污染防治主要采用选育对抗性强的螺旋藻种，其次加强镜检，尽早采取相关应急措施，防止污染扩大。
1.4 水体敌害生物轮虫和水蝇的污染
螺旋藻养殖中出现的污染生物种类很多，危害最大的是能在藻液中迅速大量繁殖的轮虫和水蝇，轮虫和水蝇在螺旋藻露天养殖过程中时有发生,特别是轮虫的危害最为严重 。轮虫可直接吞食藻细胞，轮虫的繁殖速度极快,一旦发生,短时间就可将养殖池中吃完, 造成严重损失 。对培养池内的轮虫可用 2 ～ 5 mg/ L 的漂白粉或 8 mg/L 的硫酸铜进行喷洒, 以杀死轮虫 ,然后冲洗干净, 加入新的培养液进行生产 。在培养 过程中,轮虫发生时 ,可在培养液中加入 10 mg/L 的硫酸钙以抑制轮虫的繁殖。
水蝇虫害发生主要发生在 6 ～8 月之间,卵发育成幼虫和成虫阶段在螺旋藻的生长循环中占 8 ～ 9 d 时间 , 多发生在夏天螺旋藻生长旺季，故对螺旋藻养殖影响较大。对水蝇消灭的方法主要是在藻池中挂多层拦截网拦截水中幼虫，每天清理更换拦截网，并在藻池进水口、出水口也挂滤袋，从入水、出水上拦截水蝇幼虫，防治污染扩散。
2、螺旋藻养殖污染防治技术
2.1 保证螺旋藻生长条件的优势是防治污染的前提
养殖螺旋藻最重要的条件是光照、温度、培养液和通风等。培养液的pH值、深度、流动、排氧及营养元素的合理供给，都是影响产量的重要因素。因此，培养池应建在水质好、光照条件适宜、场地宽阔的地方，pH值范围为8.6～10.5；水深在0.2～0.3米之间；水温26～30℃，气温最好在22～35℃。
螺旋藻生长的三个关键要素是“三高”：高碱、高温、高光照。三个关键要素同时具备时螺旋藻就有了产量和质量的保证，但某一个条件的缺失或弱势就会使螺旋藻失去生长优势，而使同环境中的其他生物爆发，抢占螺旋藻营养源和生存空间，从而污染螺旋藻水环境导致养殖工作失败。做好日常管理工作：时常保证合适的PH值；保证养殖区夏季最高气温时有良好的通风和合适的水温，同时要在雨季不同光照条件下水流速度快慢可调节；保证秋冬季节时有保温设施；这是保证螺旋健康生长防治污染的基础。
保证螺旋藻生长条件的优势会减少养殖投入提高产出，同时减少螺旋藻自身生长环境的“内污染”和对产业周边环境的“外污染”。是防治污染的前提。
2.2 保证养殖水体污染监控是关键
螺旋藻养殖水体的质量优劣是螺旋藻产品的最关键因素。因此对养殖水体的监控工作尤为重要，养殖水体监控工作分为：养殖前水体监控和养殖后水体监控两个方面
养殖前水体监控：是指从自然界中取水进入螺旋藻养殖环节前，要对水质进行取样检测，分析水体是否受到污染?水体中的重金属是否超标等，从而确定是否能用于螺旋藻养殖。若发现水体受到污染或重金属超标，就不能用于养殖，或者要进行水处理后才能进入养殖使用。养殖前水体的质量是决定定螺旋藻产量和质量的前提。
养殖后水体监控：是指对进入养殖环节的水体总体进行抽样检测。进入养殖环节后的水体加入了螺旋藻所需的各种营养源后，水体成份呈现富营养化，此时的水体成了一定程度上的“培养液”，养殖中水体中所含的各种元素更加复杂，如PH值、盐、钙、铁、锌、钾、镁等都会大大超过自然水，这些对人体有益的元素在保证螺旋藻甡长和繁殖过程中，也会被螺旋藻富集和熬合成对人体有益的营养元素，成为有益健康的食品。体现螺旋藻的经济价值。但同时养殖水中对人体有害的铅、镉、汞、砷、锰都有可能出现超过自然水含量的情况，这些重金属在低含量下不会对螺旋藻生长造成影响，但只要超过一定含量则会影响螺旋藻的生长，并被螺旋藻富积在藻体中，使螺旋藻呈现生长速度变慢、重金属超标等病态现象，变成对人体健康有害的东西。
养殖殖过程中的水体变化是有一个过程的，随着养殖营养源的逐步增量，水体中所含的元素除被螺旋藻消耗大部分之外，会不断富余、沉积，一定时间后一些元素特别是铅、镉、汞、砷、锰含量会增加，螺旋藻生长会变慢，死藻增多，这种螺旋藻自身造成的水体的污染是一种内污染，这时的水体就不再适合再进行养殖。因此养殖后水体监控是提高螺旋藻品质的重点。
2.3 加强养殖日常监管有应急预案是防治污染的基本工作
螺旋藻养殖过程中的任何污染都有一个变化和发展的过程，生产技术人员日常监管工作中要有危机意识，对水体中的任何变化都要有“防范于未燃”的警惕态度，时刻掌握变化的发展趋势，在水体明显变化时立即按应急预案进行应对，并隔离发生污染和藻池进行处理，防止污染漫延，减少损失。
2.4优化螺旋藻养殖流程，缩短养殖周期
优化养殖流程： 螺旋藻生产过程分三个阶段：1、藻种培育；2、大面积养殖；3、采收、干燥。在养殖过程中具体有9个环节的流程：1藻种培养池(原种)→2一级培养→3二级培养→4大面积扩种→5生产池（添加营养源）→6采收→7冲洗→8脱水→9喷雾干燥。养殖流程多会带来人为污染，同时会增加成本，为了优化整个养殖流程，将原来9个流程减少优化到6个流程，将原来的“一有培养”和“二级培养” 合并到3000㎡的“藻种培养”，作为生产储备。将原来的“冲洗”和“脱水”两个环节用一台“真空过滤”设备完成。从流程上减少人工操作的污染风险，提高了生产效率。
优化后的流程图如下：
缩短养殖周期：螺旋藻养殖周期是指：一个已经清洗合格的养殖池（区）从加入培养液、投放藻种、采收数十次后，直到培养液老化，池内沉积物增多，必须进行洗池重新养殖的时间。螺旋藻养殖周期在我国南方和北方不同气候条件下、不同水质条件下是有所差异的，长江以北的北方地区在90天左右，南方在120天左右。
由于养殖后期池内死藻、灰份、水体沉淀增多，内源污染会产生，对食品级、有出口等级的螺旋藻产品会有质量风险，培养液中养份不平衡，使螺旋藻产量、品质下降，因此缩短养殖周期是保证食品级螺旋藻品质的方式。根据螺旋藻生产行业内相关研究分析，采用自然界偏酸性的水质调配的培养基在75天左右对食用级螺旋藻的品质有保障，采用自然界偏碱性水质或洁净海水调配的培养基在95天左右对食品级螺旋藻质量有保障。
2.5 工厂化标准化养殖是从产业层次上防治污染，实现高质量发展的趋势：
当前，螺旋藻行业中大多采用跑道式椭圆形水泥池进行养殖，养殖面积2000-4000平方米为一个养殖单元。大多厂家采用开放式培养，开放式养殖是一种接近自然的生产方式，在养殖过程中容易受到自然界风沙、粉尘、雨水和水蝇的污染。螺旋藻受污染的风险更大，螺旋藻品质比起封闭式养殖要稍差一些，经相关研究数据对比表明：开放式养殖的螺旋藻铅含量和灰分要比封闭式大棚养殖的含量要高16.4%-20.9%，证明开放式养殖更容易受到外界因素的污染。同时开放式养殖的“跑、冒、滴、漏”也是环境污染之源。在当前国家生态政策和新的环保要求下会使产业发展受到考验。
螺旋藻工厂化标准养殖养殖是利用设备先进采用先进技术，把螺旋藻养殖环节标准化，忧化生产环境，在更清洁的环境中进行养殖，生产出产量高、质量好的螺旋藻。
工厂化标准化养殖是以GAP标准，通过相关认证体系的指导，利用先进技术和设备，如：在可通风可调节温度的封闭大棚和大棚内面积相同的跑道式养殖池，或者一定数量的生物光合反应器，用过滤后的自然水，借助自然光进行工厂化养殖螺旋藻的一种生产方式。工厂化标准化养殖最为科学，首先是对进入养殖环节的自然水进行过滤，保证养殖过前的水质安全，可通风可调节温度的封闭大棚对风沙、粉尘的过滤是明显的，能有效阻隔空气中和雨水中的铅的污染，比开放式更干净卫生，减少了外界风沙、粉尘、雨水、蚊虫的污染，采用生物光合反应器养殖螺旋藻则更上档次，产品质量更好。其次，工厂化标准化养殖更注重生产工艺的先进，生产过程中采用机械生产，减少人工污染因素；同时注重环保工作，建设有生产废水处理厂，采用“中水回用”重复利用营养源，降低成本的同时减少对周围环境的污染，最后，工厂化标准化养殖注重和执行相关标准，每个环节流程化，有数据记录，养殖产量和质量更高，是先进养殖的养殖方式。也是以螺旋藻为代表的微藻产业的发展趋势。
5、结语
综上所述，本文详细介绍了几种常见的螺旋藻养殖污染原因。从螺旋藻养殖过程中的内因和外因两方面进行了分析，提出了从生长条件、养殖水体、养殖周期、产业提升四个方面来改善的对策，从螺旋藻产业实践者的角度出发进行研究和总结，期望能促进我国螺旋藻产业更快更好的发展。
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论文作者:谭应宏,谭国仁,徐青山,唐金梅,冯海冮
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/13
标签：螺旋藻论文; 水体论文; 过程中论文; 生长论文; 培养液论文; 水质论文; 重金属论文; 《防护工程》2019年10期论文;