Den gode, de dårlige og algerne:Salton Havvoksede alger som ny brændstofkilde og forureningsløsning

Sandia National Laboratories tester, om en af ​​Californiens største og mest forurenede søer kan forvandle sig til en af ​​dens mest produktive og rentable. Det sydlige Californiens 350 kvadratkilometer store Salton Sea har veldokumenterede problemer i forbindelse med forhøjede niveauer af nitrogen og fosfor fra landbrugsafstrømning. Alger trives med disse elementer - en kendsgerning, der forårsager miljøproblemer, men også kan være en løsning på disse problemer.

Sandia har til hensigt at udnytte alges hang til produktiv vækst for at rydde op i disse forurenende stoffer og stoppe skadelige algeopblomstringer, samtidig med at de skaber en vedvarende, indenlandsk kilde til brændstof. Alger kan let omdannes til brændstoffer og kemikalier ved hjælp af en Sandia Labs-patenteret gæringsproces.

Department of Energy's Bioenergy Technology Office (BETO) anslår, at USA hvert år kan producere mindst 1 milliard tons råvarer til biobrændstoffer, og det ville have positiv social, økonomiske og miljømæssige konsekvenser. Det beløb svarer til omkring 30 procent af vores lands behov for brændstoffer, der ikke skulle importeres. Blandt disse råvarer, alger er unikke ved, at de vokser eksponentielt:med andre ord, under de rette betingelser, fordobling hver dag.

BETO finansierer Sandias Salton Sea Biomass Remediation, eller SABER, Projekt, fordi det vil hjælpe med at afgøre, om alger kan være en levedygtig del af løsningen på vores lands behov for forskellige energikilder.

Efter kun et par måneder, Sandia biokemiker Ryan Davis er begejstret for udsigterne. "De tidlige resultater, vi allerede får fra Saltonhavet, ser ud til at være bedre end resultaterne fra lignende algesystemer. Det er virkelig lovende."

Test af effektiviteten af ​​et nyere algedyrkningssystem

Da statslige og lokale embedsmænd samledes ved en tilløb til Saltonhavet, lyste en lysende, varm morgen sidst i maj, det skulle markere kickoffet for projektets anden fase. I den første fase, Sandia samarbejdede med Texas A&M AgriLife Research for at teste, om en nyere metode til opdræt af alger kunne være lige så produktiv som en ældre, mere etableret metode.

Traditionelt set virksomheder dyrker enkelte alger på racerbaner - strukturer, der vagt ligner små racerbaner eller kæmpe badekar. Løbebanerne producerer alger, der er velegnede til fremstilling af kostværdiprodukter af høj værdi som spirulina eller beta-caroten, samt andre næringsstoffer. Raceways giver også avlere stor kontrol. Men der er et par ulemper. De er generelt vedligeholdelsesværdige, kræver uddannede teknikere, dyre gødninger, kuldioxid og vand af høj kvalitet.

Derudover anslået 30 procent af produktionen på algefarme kan gå tabt hvert år på grund af skadedyrsrelaterede damnedbrud. Sandia forsker i øjeblikket for at minimere nedbrud, herunder test af alger for resistens over for forskellige rovdyr og sygdomme, og lære at opdage tegnene på et forestående damnedbrud.

Den nyere landbrugsmetode kaldes et "Algal Turf Scrubber" floway -system, bruges til at dyrke en samling af indfødte alger. For det utrænede øje, systemet ligner en fritstående regnerende. Det gurgler stille og roligt, mens vandet pulserer i bølger hen over en skrå strømning. Algerne indtager næringsstofferne, og rent vand kommer frem fra den nedre ende.

Systemet fungerer ved hjælp af soldrevne pumper, kræver næsten ingen vedligeholdelse, bortset fra periodisk alghøstning, der kan udføres ved hjælp af almindeligt landbrugsudstyr. Sandia designede det vedvarende energipumpesystem, der leverer vand til flowagen. Teknologien og komponenterne i floway blev udviklet af et firma kaldet HydroMentia Technologies LLC.

Baseret på tidlige resultater af testen i Texas, græsvaskere kan producere en mængde alger, der kan sammenlignes med racerbaner. Og de passer perfekt til steder med en hektar billig fast ejendom, næringsrig vand (ikke behov for ekstra gødning) og masser af sol, som Saltonhavet.

Den slags græsbane, der testes til SABER -projektet, har andre fordele. Det vokser alger, der er hjemmehørende i området, så det er naturligt mere modstandsdygtigt over for angreb fra lokale patogener og rovdyr. Algenes tykke tekstur egner sig også til let høst.

En af de kritikpunkter, der lobede på alger som en biobrændstofkilde, er, at den bruger for meget vand. Davis er uenig i denne kritik. "Der er vand og så er der vand, "sagde han." Vi har vist, at vi kan dyrke alger i græstørvningssystemer ved hjælp af vand fuld af grimme komponenter. Og den trives stadig. "Med andre ord, der er ikke meget, der kan gøres med dette vand, før forurenende stoffer er fjernet.

Voksende alger for at kontrollere vild, ukontrolleret algevækst

Algeblomster kan vokse så store, at de er synlige fra det ydre rum, som det er tilfældet i Lake Okeechobee, Erie -søen, Chesapeake -bugten og Den Mexicanske Golf. Blomstrer er ikke direkte giftige for fisk, men under visse betingelser kan de blive skadelige for hav- og menneskeliv. Når blomster dør, henfaldsprocessen kan forlade vandveje med "døde zoner, "områder med lavt iltindhold, der får fisk til at kvæle. Hvis de indtages, visse skadelige alger kan også forårsage influenzalignende symptomer hos mennesker og død hos kæledyr, ifølge kongressens vidnesbyrd.

Algeopblomstring forekommer også i Saltonhavet. Davis forklarer, at havet er akkumuleringspunktet for alt landbrugs afstrømningsvand fra et af de største landbrugsområder i USA. Kvælstof, fosfor og andre elementer fra gødning deponeres løbende i havet. Tilstedeværelsen af ​​disse elementer fodrer alger, med negative konsekvenser, der kan kaskade i hele økosystemet.

Tusinder af kvælede, døde fisk er synlige på bredden af ​​Saltonhavet hvert år. Duften har ikke gjort noget positivt for virksomheder i området, ifølge en undersøgelse udarbejdet af Tourism Economics for Palm Springs Convention &Visitors Bureau. Derudover undersøgelser tyder på, at fuglens død i området kan være relateret til alger, der producerer toksiner.

"Udslip af ubehandlede kemikalier i åbne vandveje har store økologiske virkninger, "Sagde Davis.

Ironisk, landbrugsalger kunne eliminere de skadelige virkninger af ukontrolleret naturlig algevækst. Vand fra en af ​​de tre store bifloder i Saltonhavet strømmer ind i 900 fods SABER Project græsskrubberen. Alger, der vokser inde i skrubbersystemet, lever af og fjerner kemikalierne i vandet, når det passerer igennem. Når vandet passerer fra systemet tilbage i bifloden, Sandias team håber, at elementerne i, at kickstart-algeblomster er blevet fjernet i betydelige mængder.

Skulle SABER -projektet vise sig at være vellykket, det kunne give en model for afhjælpning af alger, der blomstrer på landsplan. Der er håb om, at Imperial Valley også ville være til gavn. Ved at dække tusinder af hektar tørt, tilbagetrækning af Saltons havkystlinjer med algeafgrøder, græsskrubberoperationer kan reducere udbredt luftforurening fra giftigt støv. Algeraffinaderier kan også give nye økonomiske muligheder.

Sandia samarbejdede med Imperial Irrigation District for at hjælpe med at få SABER -projektet fra jorden. "En fortaler for vedvarende energi og en fortaler for Saltonhavet, distriktet mener, at projekter som dette har potentiale til at gøre en meningsfuld forskel, "sagde distriktets officer for mediekommunikationsspecialist, Marion Champion. "Vi er meget håbefulde om, at dette projekt vil give godt, ren vedvarende energi og samtidig levere en naturlig og sikker proces til fjernelse af kemikalier, at beskytte områdets dyreliv i de kommende generationer. "