科学家实验室中的神奇蓝藻，以及一堆疯狂又诗意的脑洞产品

来自 2016-07-02 尧先森 DECODE解码

2007年5月29日晚7点，无锡家乐福超市，纯净水柜台前挤满了市民。不少市民一口气买了四五箱纯净水搬回家，而货架已经空空入也。工作人员老王表示，上午起开始有市民大批量买纯净水，临近中午时5升装水已经断货，而现在，什么都不剩了。

那是每个无锡人民都记得2007年的初夏。那一年的5月底，无锡市区大批市民家中的自来水突然伴有难闻的气味，无法饮用。桶装水和矿泉水顿时成为稀缺品，街头小店卖18L桶装水的零售价从平时的每桶8元上涨到50元。伴随着抢购过程的，是踩踏拥挤和肢体冲突。

当年临测数据显示，入夏后持续的高温少雨导致无锡临考的太湖50年来最低水位，加之近年来由于太湖水质污染严重，水体富营养化程度加剧，导致了蓝藻的提前大规模爆发。蓝藻死亡后腐败所导致的恶臭污染了水源，并将临滨的整座无锡市笼罩在腐臭的味道下长达一个月。据测算，此次蓝藻爆发所导致的直接经济损失达到28.77亿元（生活用水损失和旅游经济损失），间接经济损失达到520亿元（救灾所出动人力和物力耗费）。

让我们来看看当年无锡水污染事件的元凶，铜绿微囊藻 (Microcystis aeruginosa):

铜绿微囊藻

Wikipedia百科对铜绿微囊藻的描述是：一种出现在淡水中的蓝藻，会产生有害藻华。在理想环境下可以持续产生对肝有害的微囊藻素，是饮用水污染的来源之一，且这种毒素对热的抗性高，甚至以活性炭吸附、加入氯或臭氧消毒液无法完全消除。实验室显示，该藻种的最高生长率发生在32摄氏度，而毒性最强的温度是20摄氏度。出了毒素外，其形成藻华时淡水溶氧量的显著降低也会导致水中动物的死亡。

对这些水体里的蓝藻，最直接的方案就是打捞。从2007年起，无锡市政府每年花费7千万人民币进行蓝藻的打捞及后期处理。那么，这些蓝藻被打捞起来以后，归宿是什么呢？目前，国内采用的比较普遍的方法是将打捞起来的藻类制成有机肥原料，变废为宝。听着像是一个圆满的结局，但是，故事永远有一个但是。

但是老美对于海藻有更脑洞大开的玩法。

ALGIX | 用蓝藻来环保地造汽车，盖房子！

这家公司的产品设计的简单而粗暴。公司的CEO是地道的白皮老美，但名片却是中英双语的，原来，这家公司居然将分公司开在了无锡，而其产品所使用的原料，自然就来自太湖。这家公司与当地政府进行合作，在蓝藻被打捞和脱水之后，大量买进运干藻运到美国的仓库，进行以下诸多“神奇”产品的生产：

Solaplast 蓝藻脂粒

蓝藻质含量45-55%。这些脂粒在经过物理处理后，可用于产品包装、农业、食品、建筑、地板、鞋底材料、车辆制造等行业。

3D打印线

由ALGIX与3DFuel合作开发，将蓝藻干与聚乳酸混合制成，使得该3D打印出的产品具有很好的可降解性，因此相较于传统的3D打印需要使用大量塑料而造成的环境问题更为环保。

公司的所有产品没有任何高科技，纯粹的混合，将干藻粉按照一定比例与聚合物材料混合，制造出高降解性的材料，打着环保之名，横扫一切材料行业(所有产品都标注原材料来自于蓝藻泛滥的地方，所以公司属于在做公益。。。)，用低廉的价格买进材料，添加创意之后再用高价卖出加工后的产品和材料，真是资本主义的典型啊。。。

作者君当年与这家公司CEO交谈的时候，插进来了一个德国的科学家，他的实验室也在试图使用藻类生产一些建筑材料，于是，资本家狡黠一笑，说“你要买我的原料么，我还卖干藻粉哦”。

AlphaBiotech | 让蓝藻带我们浪起来

这家法国公司的产品与其国家特色一样，给海藻赋予了极具“浪”的色彩：

这是一种名为螺旋藻的蓝藻提取物，主要成分叫做藻青素（phycocyanine），是一种很好的抗氧化剂。这个产品的颜色在黑色的背景下显示出血红色，而在白色的背景下显示出的确是宝石蓝色，是一种带有梦幻色彩饮料的健康色素添加剂。

在榨取藻青素的过程中，一部分藻内所含的蛋白质、维他命B12、铁、镁、钙等对人体有益处的营养物质也会被附带提取出来，为该产品提供额外的营养补充特质。在帅帅的法国CEO的唆使下，作者君有喝下过一瓶样品，只有健康的味道（无味）。

不仅如此老美还尝试将蓝藻打造成乙醇生产。

Algenol | 蓝藻是产酒精的绿色“奶牛”

在科学家的打造下，蓝藻还成为了一部生产燃料的机器。蓝藻可用于生产多种可燃烧物质，包括醇类，氢气和生物柴油。不过，迄今为止，只有一家公司可以将蓝藻的乙醇生产进行商业化，这家公司叫做Algenol。乙醇一般是通过无氧发酵细胞内或外的糖分得来的，但是糖分的生产是有成本的。

蓝藻可以通过光合作用吸收外界的二氧化碳生成糖分储存于体内，然后在无光无氧的情况下进行发酵。一些蓝藻可以在发酵过程中生成少量的乙醇，释放出来。然而，发酵产生乙醇的方法产量低，速率慢，并不经济。

Algenol通过改造基因使得其特有的蓝藻藻种（保密）可以直接在阳光下通过光合作用，将二氧化碳直接吸收并且转化成乙醇，从而大大降低了生产成本，并且提高了生产效率。

乙醇被蓝藻生产出来后便被排入营养液中，达到一定浓度后营养液中的乙醇会被进一步提纯。2013年，Algenol声明其乙醇年产量可以达到9000加仑/英亩/年。这个产量比美国前两年搞得红红火火的玉米造乙醇的产量高了22倍。不过，生物燃料现在还在很初级的发展科研阶段，离工业化，商业化还有很远的距离。

去年习大大访美的时候，这家公司当时的CEO Paul Woods还受邀与习大大热烈亲切交谈，并表示愿（jí bù）意(qíng yuàn)将在中国建厂，将其技术引入中国，为我国的清洁能源发展计划助一臂之力，并公开称呼中国人民为老(piáo)朋(qiè)友(zhĕ)，因此有幸成为作者君最崇（yàn）拜(wù)的天(shă)才(bī)，没有之一。

偏了偏了，我们回到污染水源的问题上来，水土营养富集会导致蓝藻的爆发。这些营养物质自然与沿湖的企业污水和生活污水无序排放有直接联系，夏季充足的阳光更是让这些靠光能长身子的的藻类横行疯长。藻类在生长的过程中，将会从水体中抽取营养物质，生成自己的生物质。

这个过程中，蓝藻同时也在起到净化水体的作用，只要不出现大面积死亡腐烂现象。既然我们已经知道蓝藻的生物质有那么多用处，那么是否可以用蓝藻来处理工业/生活污水，进而将藻类分离出来进行高价值的处理呢？

答案是，有可能。

Flinders | 用蓝藻帮助亚洲农民兄弟用上干净的水

2014年，一位富有国际精神的澳大利亚科学家，来自Flinders大学的Howard Fallowfield教授发明了一套试用蓝藻高效处理生活污水的小型系统，适用于中国以及东南亚的农业区域，处理过的生活污水可以使用浇灌农田。

蓝藻帮助亚洲农民兄弟用上干净的水

传统的生活污水处理系统需要用氧气泵打入大量的氧气来促进喜氧菌对污水中营养物质的吸收降解，但是这样的系统需要65天的周期来完成处理。Flinders大学的这个蓝藻污水处理系统只需要传统系统的40%的空间，处理周期时间也只需要55天左右。在使用蓝藻处理污水的过程中，水体会碱化，进而提高水体氧化处理的效率。

这个系统每天可以处理12,000-14,000升的污水，造价介乎于10-20万美金。围绕着太湖的区域分布着大大小小不少的村庄，这套系统如果得到引入将会使得前景很美好。

NASA | 海洋上的污水处理生态航母

在海洋上，也曾经有个叫做Jonathan Trent的来自NASA的科学家构想过一个美好的藻类污水处理系统建设。将污水和藻株装入一个特殊透明材质的袋子内，让其漂浮在海面上，利用海绵的波涛来促进袋子内的藻类的搅拌，让其更加有效地利用阳光，更好地生长。

OMEGA，即Offshore Membrane Enclosures forGrowing Algae

污水处理完毕后，污水可以排入外部水体，而藻类可以用于多种用处，包括生物柴油、肥料、饲料等。这个系统被命名为OMEGA，即Offshore Membrane Enclosures forGrowing Algae 。

按照Trent教授当时的设想，降低成本的一个有效方法是将这套OMEGA系统打造成立体的近海系统，海平面以上建立风能收集系统，海表面处理污水生产高附加值海藻，海平面以下养殖鲍鱼等高附加值水产品，以期待这种三位一体的混合系统可以用高产出来抵消高投入，使得项目可盈利化。

Trent教授甚至当时已经选定了旧金山的海湾作为OMEGA的试验田。不过，这个系统由于成本问题，目前已经被NASA放弃，并且由于无法有效获得后续研发的资金，已经被科学家Trent教授本人停止。

吃货秘籍 | 来自水面的营养大餐

老美们同时在不断开发蓝藻的营养价值。很多的蓝藻体内含有丰富的OMEGA-3，也是鱼油的主要有价值成分，有降血脂，防血栓，抗心律失常，降低血压。然而，实际上鱼本身是不会生产OMEGA-3的，但是鱼会吃富含OMEGA-3的藻类，从而获得OMEGA-3储存在其脂肪内，也就是提取后的鱼油。所以，可以考虑直接食用蓝藻藻干(反正跟鱼油一样不好吃（鱼油：“怪我咯。”）)。

目前有多家老美公司出售以螺旋藻为主要成分的藻粉，其主要功效包括：

1. 富含蛋白质，维他命B1、B2、B3和多种微量元素等元素

2. 富含抗氧化剂，减轻发炎症状，还可以增加肌肉强度和耐久度

3. 降血脂，预防心脏病

4. 一些研究表明其有防癌抗癌的特性，特别是口腔癌

5. 降血压，每日4.5克的摄入量被显示可以有效降低高血压病人的血压

6. 减轻过敏性鼻炎的症状

7. 减轻贫血症状

8. 降血糖

螺旋藻为主要成分的藻粉