(轉(zhuǎn))藻類(lèi)基礎(chǔ)知識(shí)——第二章:藻類(lèi)到底是怎么回事?
發(fā)布人：wseen 時(shí)間：2022-3-21 10:33:37
藻類(lèi)可能是人類(lèi)最好的朋友。藻類(lèi)可以提供可持續(xù)和負(fù)擔(dān)得起的食物和燃料，以及生態(tài)和新穎的解決方案。任何可以從陸生作物中提取的食物、纖維或材料都可以從藻類(lèi)中提取，因?yàn)殛懮参锸?億年前由藻類(lèi)進(jìn)化而來(lái)的。與陸地植物相比，藻類(lèi)提供了更廣泛的顏色、質(zhì)地、味道和化合物。任何由化石燃料制成的燃料、塑料或其他材料都可以從藻類(lèi)中制成，因?yàn)榛剂暇褪鞘脑孱?lèi)或以藻類(lèi)為食的生物。
藻類(lèi)最有用的特性不是我們可以用藻類(lèi)制造任何東西。藻類(lèi)與陸地植物和化石燃料的區(qū)別在于它們的食物、能源和副產(chǎn)品是如何產(chǎn)生的。我們的大氣中充斥著過(guò)量的二氧化碳，這些二氧化碳被自然地循環(huán)利用，或者被藻類(lèi)的產(chǎn)生隔離。糧食作物會(huì)因全球變暖而歉收，但藻類(lèi)會(huì)在高溫下旺盛生長(zhǎng)。我們的世界沒(méi)有足夠的耕地來(lái)種植糧食作物，但藻類(lèi)可以在非耕地上生產(chǎn)補(bǔ)充食物和能源。
在全球范圍內(nèi)，各個(gè)社會(huì)都在經(jīng)歷著淡水的匱乏，而藻類(lèi)卻在廢物、鹽水或海水中蓬勃生長(zhǎng)。我們已經(jīng)超過(guò)了石油峰值，藻類(lèi)可以以比開(kāi)采原油更低的成本提供液體運(yùn)輸燃料。農(nóng)民們面臨著嚴(yán)重的自然資源短缺，比如藻類(lèi)可以回收的磷，以及從動(dòng)物和人類(lèi)排泄物中回收和再利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
藻類(lèi)養(yǎng)殖可以生產(chǎn)有價(jià)值的生物質(zhì)，不使用或只使用與陸地糧食作物競(jìng)爭(zhēng)的化石資源，而且不需要肥沃的土壤、淡水、化石燃料、化肥和化石農(nóng)業(yè)化學(xué)品。在農(nóng)場(chǎng)或城市垃圾處理場(chǎng)的藻類(lèi)生產(chǎn)使藻類(lèi)能夠?qū)⑦@些昂貴的廢物流從一個(gè)提供能源、動(dòng)物飼料和豐富的有機(jī)肥料的成本中心轉(zhuǎn)變?yōu)槔麧?rùn)中心。在發(fā)電廠、水泥廠或啤酒廠等碳源附近生產(chǎn)藻類(lèi)，除了生產(chǎn)生物燃料和有價(jià)值的副產(chǎn)品之外，還提供了潛在的污染解決方案。當(dāng)藻類(lèi)凈化空氣和水時(shí)，綠色生物量將二氧化碳和營(yíng)養(yǎng)廢物轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物和其他有機(jī)化合物。
我們當(dāng)前的食物和運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)空氣、土壤和水造成了巨大的污染。藻類(lèi)可以產(chǎn)生碳中性的食物和燃料與積極的生態(tài)足跡。我們目前的燃料燃燒時(shí)會(huì)釋放出骯臟的黑色煙灰微粒，但藻類(lèi)燃燒起來(lái)很干凈。藻類(lèi)燃料在幾周內(nèi)就能生產(chǎn)出來(lái)，而且不會(huì)在3億年的時(shí)間里經(jīng)歷骯臟的石化過(guò)程。藻類(lèi)燃料燃燒干凈，因?yàn)樗鼈儽举|(zhì)上是植物油。
藻類(lèi)是一項(xiàng)引人入勝的研究，因?yàn)楦鶕?jù)詹姆斯·格雷厄姆、李·威爾科克斯和琳達(dá)·格雷厄姆合著的《藻類(lèi)》一書(shū)，估計(jì)有1000萬(wàn)種藻類(lèi)存在。它們所有的特殊化合物中可能有90%還有待發(fā)現(xiàn)、描述和培養(yǎng)。藻類(lèi)產(chǎn)生的化合物比陸地植物或動(dòng)物多得多，因?yàn)樵孱?lèi)的種類(lèi)比其他生物多得多。與陸地植物相比，藻類(lèi)得益于超過(guò)30億年的適應(yīng)和進(jìn)化，它們創(chuàng)造了巧妙的生存策略，以最大限度地提高自己的生長(zhǎng)和活力，并擊退捕食者。
藻類(lèi)成分已經(jīng)整合到我們的食物，飼料，化妝品和藥品。亞利桑那州立大學(xué)(Arizona State University)的一項(xiàng)籃子測(cè)試發(fā)現(xiàn)，消費(fèi)者通常在超市購(gòu)買(mǎi)的近70%的產(chǎn)品都含有藻類(lèi)成分。大多數(shù)人不直接吃藻類(lèi)，但喜歡用藻類(lèi)成分制成的產(chǎn)品，包括:用藻類(lèi)粉代替小麥、玉米或大豆粉;藻類(lèi)油比玉米油更健康，更不容易發(fā)胖，藻類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如Omega 3。
低熱量，美味的藻類(lèi)巧克力將使消費(fèi)者有他們的蛋糕，并吃它沒(méi)有罪惡感高熱量。俄羅斯和日本的研究表明，與陸地食物相比，藻類(lèi)不僅脂肪含量低，營(yíng)養(yǎng)含量高，而且還可能改變肝臟中控制脂肪酸代謝的酶的活性，從而降低血液中脂肪、膽固醇和甘油三酯的水平。
藻類(lèi)巧克力餅干
藻類(lèi)具有獨(dú)特的定位，為關(guān)鍵的人類(lèi)需求提供產(chǎn)品和解決方案的價(jià)值鏈。價(jià)值鏈包括可持續(xù)的食物，燃料，生態(tài)和新穎的解決方案，藻類(lèi)的綠色承諾代表。
藻類(lèi)的綠色承諾
食物。藻類(lèi)為人類(lèi)提供高蛋白、低脂、營(yíng)養(yǎng)、健康、美味的食品。藻類(lèi)比陸地植物提供更多的維生素、礦物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是天然的健康食品。藻類(lèi)并不能完全解決營(yíng)養(yǎng)不良的問(wèn)題，因?yàn)樗鼈兊臒崃亢苌佟?br />
注:在找到幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的解決方案之前，藻類(lèi)的食物價(jià)值將是次優(yōu)的;使堅(jiān)硬的細(xì)胞壁易于消化，產(chǎn)生較少的核酸。所有其他的綠色承諾都只等著宏觀和微觀規(guī)模的養(yǎng)殖藻類(lèi)生產(chǎn)系統(tǒng)。
食品配料。藻類(lèi)成分提高了約70%的產(chǎn)品在現(xiàn)代超市，包括乳制品，啤酒，軟飲料，果醬，烘焙產(chǎn)品，湯，醬料，餡餅餡，蛋糕，糖霜，色素，潰瘍治療，助消化，眼藥水，牙科霜，護(hù)膚霜和洗發(fā)水。
飼料。藻類(lèi)生產(chǎn)高蛋白、低成本、營(yíng)養(yǎng)豐富的動(dòng)物飼料，含有大量維生素、礦物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。取代美國(guó)出口的一半喂給動(dòng)物的糧食將節(jié)省2000萬(wàn)英畝的農(nóng)田和幾萬(wàn)億加侖的淡水。當(dāng)?shù)卮迩f的藻類(lèi)生產(chǎn)將為數(shù)百萬(wàn)動(dòng)物提供食物，并每年拯救2000萬(wàn)英畝的森林和草原，使其免于因動(dòng)物飼料而荒漠化。
漁業(yè)。藻類(lèi)提供高蛋白;低成本，營(yíng)養(yǎng)豐富的魚(yú)飼料，維生素和營(yíng)養(yǎng)素。藻類(lèi)可以就地生長(zhǎng)，在水中與鰭魚(yú)和貝類(lèi)魚(yú)一起生長(zhǎng)。魚(yú)在藻類(lèi)上比在陸地上長(zhǎng)得更快更有活力，因?yàn)轸~(yú)在它們的自然棲息地吃藻類(lèi)。
燃料——生物柴油。直接從藻類(lèi)生物質(zhì)能中榨取藻類(lèi)油，從陽(yáng)光、二氧化碳和廢水中生產(chǎn)可再生、可持續(xù)、高能量生物燃料。如果要取代美國(guó)的乙醇生產(chǎn)，需要200萬(wàn)英畝的沙漠，也就是半個(gè)亞利桑那州縣的面積。用藻類(lèi)取代玉米作為生物燃料原料每年將節(jié)省4000萬(wàn)英畝的農(nóng)田，2萬(wàn)億加侖的水，2.4億噸的土壤侵蝕和廣泛的水污染。
燃料-噴氣燃料，乙醇和氫。藻類(lèi)可以生產(chǎn)包括汽油在內(nèi)的各種高能量液體運(yùn)輸燃料。雖然與榨取藻類(lèi)油相比，煉油通常需要更多的能源投入，但美國(guó)的乙醇煉油能力可能會(huì)過(guò)剩。藻類(lèi)可以在化石燃料精煉廠提煉成從化石燃料中提煉出來(lái)的相同產(chǎn)品，因?yàn)榛剂暇褪鞘脑孱?lèi)。
化石燃料。取代美國(guó)的乙醇生產(chǎn)還將節(jié)省70億加侖用于生產(chǎn)乙醇的化石燃料。將美國(guó)十分之一的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從骯臟的柴油轉(zhuǎn)移到清潔的藻類(lèi)柴油，將清潔環(huán)境，并每年節(jié)省200億加侖的化石燃料。如果用藻類(lèi)油來(lái)替代卡車(chē)、火車(chē)、輪船和飛機(jī)所使用的部分柴油，將節(jié)省更多的化石燃料。
火做飯。每年，做飯和用木頭、雜草和糞便取暖產(chǎn)生的黑煙造成160萬(wàn)人死亡，1 000萬(wàn)人殘疾，其中大多數(shù)是婦女和兒童。清潔燃燒，高能量藻類(lèi)油可以結(jié)束煙霧死亡和許多煙霧殘疾。用藻類(lèi)油代替木材、糞便和農(nóng)業(yè)材料將節(jié)省大量收集木柴的勞動(dòng)力，并允許重新種植森林。
生態(tài)解決方案
淡水。廢水通過(guò)藻類(lèi)養(yǎng)殖為植物提供養(yǎng)料并凈化水。使用廢水或鹽水生產(chǎn)燃料、飼料或肥料可以節(jié)省原本用于陸地作物的水。用藻類(lèi)食品取代美國(guó)一半的糧食出口將節(jié)省3000萬(wàn)英畝的農(nóng)田、2萬(wàn)億加侖的水和50億加侖的化石燃料。
新鮮的空氣。通過(guò)藻類(lèi)養(yǎng)殖排放煙囪氣體，可以從發(fā)電廠或工業(yè)工廠中去除二氧化碳、一氧化氮、硫和汞等重金屬，隔離溫室氣體并凈化空氣。藻類(lèi)只能解決部分問(wèn)題，因?yàn)檫@種植物只能在陽(yáng)光下生長(zhǎng)，而且發(fā)電廠一天24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。據(jù)報(bào)道，一些制作人已經(jīng)成功地將種植燈用于夜間制作。
肥料。固氮藻類(lèi)可以以極低的生產(chǎn)成本和能源投入提供高氮肥料。該產(chǎn)品是天然的，支持有機(jī)食品生產(chǎn)，可以為全球自給自足的農(nóng)民提供廉價(jià)的當(dāng)?shù)胤柿稀Ｔ孱?lèi)灰在烹飪火中燃燒后仍具有肥料價(jià)值。
森林。高能量藻類(lèi)油燃料可以結(jié)束對(duì)砍伐森林和草地作為烹飪和取暖燃料的需求。村民可以重新種植堅(jiān)果樹(shù)或豆類(lèi)作為食物，以抵消藻類(lèi)食物提供的低熱量。
新穎的解決方案
面料。藻類(lèi)碳水化合物類(lèi)似于木材，可以制成紡織品、紙張和建筑材料。藻類(lèi)紙和建筑材料拯救了森林。織物可以節(jié)省農(nóng)田用于種植糧食，并提供溫暖。藻類(lèi)可以制成生物可降解塑料、生物燃料或其他精煉產(chǎn)品。
外國(guó)援助。美國(guó)的對(duì)外援助提供了美國(guó)補(bǔ)貼食品，破壞或摧毀了當(dāng)?shù)氐募Z食生產(chǎn)，因?yàn)檗r(nóng)民無(wú)法與美國(guó)補(bǔ)貼食品競(jìng)爭(zhēng)。贈(zèng)送糧食未能解決饑餓和貧困的根本原因——地方對(duì)糧食資源的控制和社區(qū)參與。藻類(lèi)養(yǎng)殖的對(duì)外援助將轉(zhuǎn)移知識(shí)和一些啟動(dòng)材料，以便在當(dāng)?shù)胤N植藻類(lèi)食品、燃料、飼料、肥料和藥物。
饑荒和救災(zāi)。藻類(lèi)含有豐富的維生素和礦物質(zhì)，可以激活免疫系統(tǒng)，抵御饑餓，同時(shí)提供燃料、飼料、織物、肥料和優(yōu)質(zhì)藥物。災(zāi)害救濟(jì)和當(dāng)?shù)氐脑孱?lèi)生產(chǎn)可以防止數(shù)百萬(wàn)人挨餓。當(dāng)?shù)氐脑孱?lèi)生產(chǎn)解決了糧食分配的關(guān)鍵問(wèn)題。
好藥物。高質(zhì)量、負(fù)擔(dān)得起的藥品、疫苗和藥品可由藻類(lèi)副產(chǎn)品制成，或在藻類(lèi)生物工程中生長(zhǎng)，以生產(chǎn)抗生素、維生素、營(yíng)養(yǎng)品和疫苗等先進(jìn)化合物。這些化合物現(xiàn)在在陸地植物和動(dòng)物中生長(zhǎng)，因此藻類(lèi)的生產(chǎn)速度更快，成本更低。在當(dāng)?shù)卮迩f種植的設(shè)計(jì)藻類(lèi)可以通過(guò)提供不需要包裝或分發(fā)的低成本疫苗或其他藥物，拯救數(shù)百萬(wàn)人的生命。精細(xì)藥物，特別是為個(gè)人量身定制的個(gè)性化藥物，可能比所有其他藻類(lèi)副產(chǎn)品加在一起的價(jià)值更高。
自然界在地球上的第一個(gè)食物生產(chǎn)系統(tǒng)，藻類(lèi)養(yǎng)殖，提供了非凡的好處。商業(yè)和小規(guī)模種植系統(tǒng)的解決方案將引發(fā)一場(chǎng)綠色淘金熱，從藻類(lèi)中生產(chǎn)高價(jià)值和負(fù)擔(dān)得起的食品、燃料、飼料、化肥和藥物。
藻類(lèi)食品可以創(chuàng)造豐富的食物和能源，同時(shí)減少對(duì)需要大量農(nóng)田、淡水、化肥和化石燃料的食品的需求。只向大氣中添加氧氣而不污染當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的糧食生產(chǎn)將為環(huán)境提供非常積極的凈產(chǎn)量。