1.概述近年来由于工业废水、生活废水和农业废水等大量排入淡水湖泊、水库中，水体富营养化，藻类获得了丰富的营养物质而大量繁殖。在夏秋温暖季节，这些湖泊、水库就会形成大片蓝绿色的藻块或藻的薄层，即“水华”，漂浮在水面或分散在水中，呈浮动状态。“水华”的出现，使水体透明度下降，旅游观光价值减少；大量藻类死亡后，因其迅速分解，产生恶臭，消耗水中的溶解氧，使水生生态环境恶化。目前对于湖泊富营养化的治理主要采用三种方法：化学方法（杀菌剂、除草剂）、曝气循环和物理学方法（水位升降、土壤改良）等。这些方法均是被动消极的方法，由于这些藻类中含有较丰富的营养成分，因此如对其进行研究，使之变害为利、变废为宝，达到综合治理的目的，将是一项很有意义的工作。
目前，国内外对藻类的研究利用主要集中在螺旋藻、小球藻和杜氏藻等，关于导致湖泊、水库等水体富营养化的蓝藻、绿藻，治理较多，但对于其综合利用的研究较少。日本治理富营养化的湖泊采用直接去除蓝、绿藻，并将其资源化利用的措施，将藻类如微囊藻作为绿粉有机肥料，其肥效优于一般化肥，氮、磷、钾含量均高于豆饼、紫云英等植物性有机肥料，且不含对作物及人体有害的重金属，使用后不会污染土壤。1992年，日本的脱水微囊藻已全部实现肥料化，年产量120～180t。微囊藻实现资源化利用后，处理费用下降了30%。澳大利亚研究人员从盐湖微藻中提取β-胡萝卜素已经达到商业规模，并已申请了专利。
2.蓝藻成分的分析
引起湖泊“水华”现象的藻类主要是蓝藻和绿藻，其中蓝藻主要有铜绿微囊藻、水华鱼腥藻和变异鱼腥藻等，以上三种蓝藻含有丰富的营养成分，见表1。
对这几种藻的氨基酸和脂肪酸的含量进行了测定，并与其它藻（绿藻、隐藻、裸藻和硅藻）作了比较。发现三种蓝藻的氨基酸含量比其它藻类都高，其中微囊藻及鱼腥藻中均以亮氨酸含量最高。
蓝藻水华中含有植物蛋白、多糖等丰富营养成分，因此近年来对蓝藻的培养和利用已成为生物学、生命保健学、食品工程学等学科的研究和开发热点。蓝藻的用途主要有：提取天然色素、提取藻胆蛋白、提取多糖、藻毒素研究及利用、生物固氮及其他方面等。
表1三种蓝藻的基本营养组成（%）
蓝藻种类|碳|氢|氮|蛋白质|脂肪|糖类|灰分|
微囊藻|29.55|4.15|11.18|69.78|2.11|16.83|11.18|
水华鱼腥藻|68.78|4.38|6.81|42.56|3.10|43.72|10.62|
变异鱼腥藻|38.73|6.14|7.11|44.44|3.24|40.71|11.61|
3.蓝藻的综合利用
3.1提取天然色素
蓝藻中含有丰富的天然色素。脂溶性色素采用90%丙酮萃取3～4次、5000r/min转度下离心2～3min即得萃取液；水溶性色素采用加入少量石英砂搅匀后反复冻融3～4次并快速研磨，于4℃温度、2000r/min转度下离心15min即得萃取液。资料表明太湖等淡水湖的蓝藻中色素含量较丰富，有较好的利用价值。100kg的干藻可以提供60 kg粗蛋白，2～3 kg藻蓝蛋白，4kg叶绿素，170g胡萝卜素和170g蓝藻叶黄素等。目前螺旋藻（蓝藻的一种）中的藻蓝素、类胡萝卜素作为食品的着色剂和化妆品的组成部分，已进行商业生产。
3.2提取藻胆蛋白
蓝藻含有一类特殊的光合辅助色素—藻胆蛋白，其含量可达细胞干重的10%～20%。藻胆蛋白包括藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和藻红蛋白三类。藻胆蛋白具有广泛的应用前景。藻蓝蛋白吸收光能，可选择性地富集于病灶，能用于动脉粥样硬化或癌症如皮肤癌、乳腺癌的光动态治疗。
3.3提取细胞外多糖
许多蓝藻能产生可观的、主要为多糖性质的黏液质的物质，这些细胞外多糖（EPS）通常称之为细胞外被多糖。蓝藻EPS具有一定的生物活性，其功能有：防止脱水、吞噬和抗菌剂的危害；细胞生活所必需的阳离子螯合；固体表面的黏附。
3.4在生物固氮中的应用
生物固氮是指自然界中一些微生物和蓝藻将大气中的氮转化成氨的过程。科学家期望通过研究微生物和蓝藻的固氮机理来实现科学上的重大突破：将固氮基因和其它基因或固氮生物引入非豆科植物，特别是农作物，实现其自我供氮。
目前在我国水田推广的绿萍，属于蕨类植物，在其叶内含有一种叫鱼腥藻的蓝藻，这两种生物构成绿萍—鱼腥藻共生体进行共生固氮。绿萍将光合作用的产物碳水化合物供给鱼腥藻作还原氮素的还原剂，将光合磷酸化形成的ATP（三磷酸腺苷）作为鱼腥藻固氮的能量来源，鱼腥藻将固定的氮化物供给绿萍，以满足其对氮素的需要，使其健康生长。稻田放养绿萍，施入农田，是增加土壤有机质和氮肥的重要来源。此外美国还发现与西红柿共生的固氮蓝藻，使西红柿增产46%。
3.5其它方面的应用
在基因工程方面蓝藻也有很大用途。基因工程首先就是从淡水蓝藻中开展的，自1980年从淡水蓝藻Anabaena PCC 7120基因组中克隆出nif H1基因以来，至今克隆的各类已知功能的蓝藻基因不少于130种。在淡水蓝藻基因工程的基础上，其它淡水藻类及海洋藻类的基因工程也开始蓬勃发展。
蓝藻还可以提取胰蛋白酶抑制剂。胰蛋白酶抑制剂在临床上有重要利用价值，可用于治疗急性胰腺炎等胰腺或胰周感染性疾病，还可用于治疗脑气肿及脑缺血等疾病。从蓝藻中取得的胰蛋白酶抑制剂由于活性高，相对分子量小，因而可能成为开发此类新药的首选。采用紫外分光光度法测定提取液中胰蛋白酶抑制剂的含量，取得满意结果。
