最近,一則“我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)小球藻‘吃’煙氣中的氮氧化物和二氧化碳”的消息引起了很多人的好奇。
小球藻是什么?它“吃”下氮氧化物和二氧化碳又變成什么?
首次證明了“生物減排”可行性
近年來(lái)大氣霧霾嚴(yán)重影響了人民群眾的健康與生活,氮氧化物是酸雨與霧霾的主要誘因。我國(guó)2016年氮氧化物排放總量高達(dá)23兆噸,位居世界第一。
消除氮氧化物的技術(shù)叫“脫硝”,由于氮氧化物能跟水反應(yīng)生成硝酸根、亞硝酸根,正好是微藻可利用的氮營(yíng)養(yǎng),所以通過(guò)微藻培養(yǎng)可以消除氮氧化物污染,發(fā)展新型生物脫硝技術(shù)。由此獲得的微藻生物質(zhì)副產(chǎn)品則可以作為蛋白、油料的來(lái)源,滿足水產(chǎn)飼料、生物能源等行業(yè)的原料需求。
微藻生物量中碳和氮元素含量分別占50%和10%左右。微藻是地球上將二氧化碳與無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)物效率最高的一種光合微生物,被譽(yù)為是由陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的高效“生物工廠”。
可不可以將這座“生物工廠”裝進(jìn)電廠,讓微藻“吃”下工業(yè)煙氣中的氮氧化物和二氧化碳,實(shí)現(xiàn)碳減排并降低環(huán)境污染,同時(shí)又可以生產(chǎn)出生物能源的原料和高附加值產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)“一石雙鳥(niǎo)”?
在國(guó)外從事了8年藻類生物學(xué)研究的王強(qiáng),作為中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所引進(jìn)“百人計(jì)劃”研究員,2010年7月回國(guó)組建微藻研究團(tuán)隊(duì),開(kāi)始投入這項(xiàng)研究。
2014年,首篇論文率先發(fā)表在國(guó)際環(huán)境學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《環(huán)境科技》上。此項(xiàng)研究被認(rèn)為在國(guó)際上“首次證明了微藻用于工業(yè)污染物減排的同時(shí)生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的可行性”。
闖過(guò)一道道工業(yè)實(shí)驗(yàn)難關(guān)
7年時(shí)間,王強(qiáng)團(tuán)隊(duì)把設(shè)想逐步變成了工業(yè)的可行性,這中間他們走過(guò)了艱難的歷程。
首先是藻種問(wèn)題。在繁多的藻類中,什么藻種“吃的多,又產(chǎn)的多”?
小球藻是一種球形單細(xì)胞淡水藻類,直徑3—8微米,繁殖率超強(qiáng)。王強(qiáng)說(shuō):“小球藻最快2個(gè)小時(shí)可以繁殖一代,也就是說(shuō)它的生物量?jī)蓚€(gè)小時(shí)可以翻一翻,生長(zhǎng)快工作效率自然也高?!?p> 經(jīng)過(guò)不斷地篩選,最終獲得的小球藻比常規(guī)小球藻油脂和生物量生產(chǎn)率分別提高了39%和35%,脫硝率可達(dá)96%以上。