藻类如何帮助我们摆脱即将到来的淡水危机

这种微生物在盐水中容易生长,没有任何困难。

2019年9月29日,Rachel Nuwer

Eneko Ganuza在西班牙离海不远的巴斯克地区长大。作为一名海洋学学生,他爱上了一个看似不太可能的物种:微藻。他着迷于这种微小的植物状生物是如何将绵延数英里的海洋变成绚丽的藻场,给无数其他海洋生物带来生命的。

“藻类就像海洋沙漠中的生命雨林,”他说。

Eneko Ganuza后来成为了微藻领域的顶尖科学家。iWi是一家总部位于德克萨斯州的营养公司,在世界上最大的藻类农场之一生产藻类产品。Ganuza和他在iWi的同事坚信,海洋微藻可以帮助我们缓解许多最紧迫的环境问题——其中最重要的是淡水短缺。

加努扎Ganuza说,公平地说,水是许多战争的根本原因。随着气候的变化,这是一个越来越重要的问题。事实上,据致力于保护和保存全球淡水的非营利组织太平洋研究所(Pacific Institute)称,水一直是世界各地600多起已知冲突的核心。由于干旱和海水对沿海地区的侵蚀,世界上许多地方的淡水越来越少,对这种生命资源的争夺只会在未来加剧。发布的一份报告由联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC) 9月警告说,海平面很可能上升2 – 3.6英尺到2100年(但可能更高的上升,高达6.5英尺,南极冰层融化速度比预测)。

尽管我们这个星球的淡水供应面临这些压力,但对这种资源的需求正在增加,包括对耗水作物和牲畜的需求,更不用说水电开发和其他人类需求。据估计,随着人口持续膨胀,到2050年,世界将面临40%的淡水短缺。“顺便说一句,那是明天!”iWi的首席执行官Miguel Calatayud说。“那时我儿子36岁了,可能会参加第三次世界大战——争夺水资源。”

世界上惊人的70%的淡水目前被用于生产作物和饲养牲畜

IPCC在8月发布的另一份报告警告说,人类正在以“前所未有的速度”开发世界水资源。作者写道,这个问题的核心是我们的粮食生产系统。世界上惊人的70%的淡水目前被用于生产作物和饲养牲畜。根据联合国教科文组织2010年的一份报告,每生产一磅大豆需要1000加仑的淡水,鸡肉需要4300加仑,牛肉需要17700加仑。一磅杏仁需要23700加仑的淡水。

如果微藻的种植继续在世界范围内蔓延,这将有助于减轻我们宝贵的淡水资源的压力。蓝鳍藻是iWi所生长的微藻的一种,是一种海洋生物。它在咸水或咸水中生长,而不是在淡水中。这意味着iWi系统生产食物所需的水(每磅5加仑淡水)比任何其他陆地作物少3个数量级。

    虽然用于种植Nannochloropsis 微拟球藻的水可以以淡水的形式存在,并添加了盐和营养物质,但也可以很容易地从海洋中获得。它也可能来自遍布世界各地的巨大地下盐和半咸水水库——包括许多传统农业难以生存的沙漠和干旱地区。目前,iWi在德克萨斯州和新墨西哥州的农场都依赖这样的含水层。

iwi在沙漠中的藻类农场。

“地球上的许多干旱地区都充满了地下水,但问题是,它不能被利用,因为它的高盐度,”Calatayud说。“我们可以在盐水中种植藻类,否则就不能用来生产其他作物。”

作为一种可持续的、耐寒的作物,Nannochloropsis 微拟球藻的另一个优点是它对生长水中的盐含量不太挑剔。在盐度只有海水一半的水里,或者盐度几乎是海水两倍的水里,或者盐度介于两者之间的水里,它们的幸福感是一样的。这意味着我们可以解释大部分的蒸发,而培养物的盐度在池塘中不断增加,加努扎说。这是有帮助的,因为iWi储罐完全暴露在开放,干燥的空气。他们的坦克在德克萨斯州的帝国,甚至没有人工衬里,而是依靠几乎不渗透的粘土重的土壤,自然发生在那里。

在农业世界,这种露天种植是完全正常的,iWi已经证明微藻可以像其他作物一样生长。“工业微生物学很大程度上是建立在无菌条件下运行封闭系统的基础上的,”Ganuza说。“但这是你能想象到的最简单的生产微藻的方法——我们在种地。”

也许最重要的是,iWi能够回收95%到97%的用于种植微拟球藻的水。例如,在新墨西哥州的哥伦布农场,iWi收集了大约3万加仑的池塘养殖,生产出300加仑的浓缩藻类,然后将将近2.9万加仑的水送回池塘再利用。为了实现水的循环利用,藻类通过中空纤维膜系统进行微滤,这是一种低能耗、无化学物质的技术。只剩下晶莹剔透的水,然后直接放回池塘。

循环水返回农场。

Calatayud设想,通过将类似的系统引入非洲、亚洲等偏远地区,使藻类养殖民主化,因为这些地区有大量的盐水水库和开放空间,但却没有足够的淡水来种植作物。他说,世界上有很多这样的地方是没有人使用的。他认为,微拟球藻可能是一种出口收入来源,也是当地的一种食物来源。Calatayud说,除了减轻全球淡水资源的压力,我们还可以为世界各地的家庭和社区带来积极的影响。

本文转自:藻类生态链

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