河口海藻养殖场可显著降低氮浓度并防止环境污染

2021年09月20日 14:21 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

在 7 月出版的《自然通讯生物学》期刊上,特拉维夫大学和加州大学伯克利分校的研究团队提出了一个新模型,即在河口建立的海藻养殖场能够显著降低氮浓度,并防止河口与海洋环境受到污染。作为研究的一部分,其在距离公海数百米的亚历山大河河口位置,搭建了一座大型的石莼(Ulva sp)海藻农场模型。

访问:

微软Surface Pro 8/Go 3国行版开启预售 最低2988即可入手

0.jpg

石莼是一种绿色大型藻类(图自:Meiron Zollmann)

之所以选择亚历山大河,是因为来自上游田地与城镇的氮污染物都会通过它排入地中海。而实验选用的模型数据,则是在持续两年多的受控栽培研究期间收集的。

研究人员解释称:氮肥是农业所必须的一种肥料,但它也有一些附加的环境代价。因为氮会在海洋中随机扩散,并对各种生态系统造成破坏。

1.png

研究配图 - 1:模型描述示意图

正因如此,包括地中海在内的许多地区,都需要严格遵循相关国际公约。而为了降低水体中的氮浓度,各地政府都承担了高额的治理成本。

好消息是,在波特环境与地球科学学院的 Alexander Golberg 教授与特拉维夫大学工程学院教授 Alexander Liberzon 的联合监督下,博士生 Meiron Zollmann 带领完成了这项新研究。

2.png

研究配图 - 2:模拟产量、固氮与最终环境氮水平的敏感性图示

此外加州大学伯克利分校机械工程学院的 Boris RUbinsky 教授也参与了这项研究合作,相关论文已经发表在 7 月出版的《自然通讯生物学》(Nature Communications Biology)期刊上。

在题为《集约化大型藻类培养与海洋固氮的多尺度建模》一文中,Golberg 教授解释称 —— 这项实验旨在研究水产养殖的基本过程、同时兼顾固氮新技术的开发。

3.png

研究配图 - 3:海藻养殖场年均产量 / 固氮量的对比

研究团队称,他们正在开发与海中培养海藻的技术,以抵消污染并提取蛋白质和淀粉等物质,为陆地农业生产提供海洋替代品。

结果表明,若参照该模型在河口处养殖海藻,可有效达到生物中和固氮(防扩散)以符合环保标准的效果。

4.png

研究配图 - 4:14 天养殖期内,不同季节的氮动态。

更棒的是,通过这种方式,研究人员实际上打造出了一套具有显著生态和经济价值的“天然净化设施”,因为海藻本身也是一种能够供人类消费使用的生物质资源。

研究人员补充道,数学模型可预测海藻农场的产量,并将海藻产量和化学成分与河口的的氮浓度联系起来。

5.png

研究配图 - 5:氮动态沿 14 天培养期的模拟值

对于政府机构来说,这套模型还使得他们能够预估海洋水产养殖的影响,以及大型海藻养殖场的最终产品。

在数学理论的支撑下,我们得以对大型农场进行调节,并尽最大限度地提升环境效益,比如蛋白质的需求量。

6.png

研究配图 - 6:农场在稀释环境中的 100 个链式反应

Liberzon 教授表示:随着整个世界向着绿色能源迈进,海藻有望成为一个重要的来源。但在此之前,从未有一个农场对此提出过科学的技术验证。

虽然尚不知晓一座巨大的海藻农场会对海洋环境产生怎样的影响,但此举仍算得上是从屋外菜园向无尽的工业化农场过渡。

7.png

研究配图 - 7:研究方法流程图

这套研究模型已经提供了一些答案,同时向决策者们证明了这样的固氮农场是环保且有利可图的。此外我们可以想象得更加长远,比如如何更好地提升绿色能源的利用率。

对文章打分

河口海藻养殖场可显著降低氮浓度并防止环境污染

1 (25%)
已有 条意见

    最新资讯

    加载中...

    今日最热

    加载中...

    热门评论

      Top 10

      招聘


      Advertisment ad adsense googles cpro.baidu.com
      created by ceallan