七种海洋藻类（坏的和藻类:海洋藻类作为新的燃料来源和污染解决方案）

帝国谷保护研究中心的珍妮特·卢塞罗正在帮助运营桑迪亚国家实验室项目。在前景中可以看到系统中生长的藻类。来源:朱尔斯·伯恩斯坦

桑迪亚国家实验室正在测试加州最大、污染最严重的湖泊之一能否转变为产量最高、利润最高的湖泊之一。南加州350平方英里的索尔顿海(Salton Sea)存在着农业径流导致氮和磷含量升高的问题。藻类在这些元素中茁壮成长——这一事实会导致环境问题，但也可能是这些问题的解决方案。

桑迪亚打算利用藻类旺盛生长的习性来清除这些污染物，阻止有害的藻类大量繁殖，同时创造一种可再生的家用燃料。使用桑迪亚实验室专利的发酵过程，藻类可以很容易地转化为燃料和化学品。

美国能源部生物能源技术办公室(BETO)估计，美国每年至少可以生产10亿吨生物燃料原料，这样做将对社会、经济和环境产生积极影响。这个数量相当于我们国家不需要进口的燃料需求的30%。在这些原料中，藻类的独特之处在于它们以指数方式生长:换句话说，在适当的条件下，每天翻一番。

BETO正在资助桑迪亚的索尔顿海生物质修复(SABRE)项目，因为它将有助于确定藻类是否可以成为我国对多样化能源需求的可行解决方案的一部分。

仅仅几个月后，桑迪亚生物化学家瑞恩·戴维斯就对前景充满了热情。“我们已经从索尔顿海得到的早期结果似乎优于类似藻类系统的结果。这真的很有前途。”

测试一种新的藻类生长系统的有效性

五月下旬一个明媚炎热的早晨，当州和地方官员聚集在索尔顿海的一条支流旁时，这是为了标志该项目的第二阶段启动。在第一阶段，桑迪亚与德州农工大学农业生命研究所合作，测试一种新的藻类养殖方法是否能与一种更古老、更成熟的方法一样多产。

传统上，公司在跑道上种植单一种类的藻类，这种结构有点像小型赛道或巨大的浴缸。沟道生产的藻类非常适合制造高价值的营养产品，如螺旋藻或β -胡萝卜素，以及其他营养食品。沟道还为种植者提供了很多控制。但也有一些缺点。它们通常需要很高的维护费用，需要训练有素的技术人员、昂贵的肥料、二氧化碳和优质水。

此外，由于与虫害有关的池塘崩溃，估计每年有30%的藻类农场产量会损失。桑迪亚目前正在进行研究，以尽量减少崩溃，包括测试藻类品种对各种捕食者和疾病的抵抗力，并学习检测即将发生池塘崩溃的迹象。

更新的耕作方法被称为“海藻草皮洗涤器”的漂流系统，用于种植本地藻类物种的集合。在外行人看来，这个系统就像一个独立的排水沟。当水流在倾斜的流道上波动时，它安静地咯咯作响。藻类消耗养分，清洁的水从底部流出。

该系统使用太阳能泵运行，几乎不需要任何维护，除了可以使用普通的农业设备进行定期的藻类收集。桑迪亚设计了可再生动力泵系统，为流道提供水。该方法的技术和组件是由一家名为HydroMentia Technologies LLC的公司开发的。

桑迪亚国家实验室化学工程师Anthe George和一些生长在索尔顿海生物质修复(SABRE)项目漂浮系统中的底栖藻类。图片来源:Jules Bernstein拍摄

根据在德克萨斯州的早期测试结果，草坪洗涤器可以产生与跑道相当数量的藻类。它们非常适合那些拥有数英亩廉价房地产、营养丰富的水(不需要额外的肥料)和大量阳光的地方，比如索尔顿海(Salton Sea)。

为SABRE项目测试的这种草皮系统还有其他好处。它生长的藻类是该地区的原生藻类，因此它自然更能抵抗当地病原体和捕食者的攻击。这种藻类厚实的质地也很容易收获。

对藻类作为生物燃料来源的批评之一是它消耗了太多的水。戴维斯不同意这种批评。“有水就有水，”他说。“我们已经证明，我们可以在使用充满有害成分的水的草坪洗涤系统中生长藻类。它仍然在蓬勃发展。”换句话说，在污染物被清除之前，对这些水没有什么可做的。

种植藻类以控制野生的、不受控制的藻类生长

藻华可以长得如此之大，以至于从外太空都能看到，比如奥基乔比湖、伊利湖、切萨皮克湾和墨西哥湾。水华对鱼类没有直接毒性，但在某些条件下，它们可能对海洋和人类生命有害。当水华消亡时，腐烂过程会在水道中留下“死亡区”，即导致鱼类窒息的低氧区域。根据国会的证词，某些有害藻类如果被摄入，还会导致人类出现类似流感的症状，并导致宠物死亡。

在索尔顿海也会出现藻华。戴维斯解释说，海洋是美国最大的农业区之一的所有农业径流水的聚集点。肥料中的氮、磷和其他元素不断沉积到海洋中。这些元素的存在会导致藻类大量繁殖，并对整个生态系统产生负面影响。

每年在索尔顿海边都能看到成千上万条窒息而死的鱼。旅游经济学(Tourism Economics)为棕榈泉会议与旅游局(Palm Springs Convention & Visitors Bureau)准备的一项研究显示，这种气味对该地区的企业没有任何积极影响。此外，研究表明，该地区鸟类的死亡可能与产生毒素的藻类菌株有关。

戴维斯说:“将未经处理的化学物质排放到开放水道中会产生广泛的生态影响。”

具有讽刺意味的是，养殖藻类可以消除未经控制的自然藻类生长的有害影响。来自索尔顿海三大支流之一的水流入900英尺的SABRE项目草坪洗涤器。在洗涤系统内生长的藻类以水为食，并在水经过时去除水中的化学物质。桑迪亚的团队希望，随着水从系统回流到支流，导致藻类大量繁殖的元素将被大量去除。

如果SABRE项目被证明是成功的，它可以为全国范围内的藻类泛滥修复提供一个模型。有人希望帝王谷也能从中受益。通过在数千英亩干燥、后退的索尔顿海海岸线上种植藻类，草皮洗涤器操作可以减少有毒粉尘造成的广泛空气污染。藻类精炼厂也可以提供新的经济机会。

桑迪亚与帝国灌溉区合作，帮助SABRE项目启动。“作为可再生能源的支持者和索尔顿海的倡导者，该地区相信这样的项目有潜力产生有意义的影响，”该地区的媒体传播专家马里恩·钱皮恩(Marion Champion)说。“我们非常希望这个项目将产生良好、清洁的可再生能源，同时提供一个自然、安全的过程来去除化学物质，保护该地区的野生动物。”