微藻——可循环的“绿色油田”

2009 年3月底，发改委宣布将汽、柴油 源有很多优势——微藻几乎能适应各种生长为，高成本是目前的主要障碍。因为利用高

价格每吨分别提高290元和180元。这是自 环境，不管是海水、淡水、室内、室外，还 等植物和微藻生产生物质能源，其能量都来

今年1月15日成品油定价机制改革以来，根 是一些荒芜的滩涂盐碱地、废弃的沼泽、鱼 自于太阳光。地球上单位面积、单位时间内

据“原油成本定价法”实施的首次油价调整。 塘、盐池等都可以实现种植；微藻产量非常 接受到的太阳光能是在限定范围内的，要生

对此，国家发改委给出的解释是：油价调整高，一般陆地能源植物一年只能收获一到两 产大量的生物燃料，必须依赖于大规模的植

鉴于近期国际油价持续上涨。 季，而微藻几天就可收获一代，而且不因收 物或微藻生产面积。此外还要把这些微藻从

尽管金融危机爆发以后，全球原油价格 获而破坏生态系统，就单位面积产量来说广大面积上收集起来，再进行工业加工。因

不断下跌，但是石化能源消耗的不可持续性比玉米高几十倍；不占用可耕地，藻类可以 此，生产、收集和运输所耗费的能量与其可

是不可能改变的，人们早就把眼光投向了生种植在海洋或露天的池塘，因而可利用不同 产出的能量之间的比例，是决定生物能源产

物质能源领域。生物质能源是地球上最普遍 类型的水土资源，具有不与传统农业争地 业发展的关键。也就是说，微藻只有在单位

的一种可再生能源，它是通过植物光合作用， 的优势；产油率极高，微藻含有很高的脂类 面积上高密度产出，才是相对于其他高等植

将太阳能以化学能的形式贮存在生物体内的（20% ～70%）、可溶性多糖等，1公顷土地 物产油的优势关键所在。

一种能量形式，被称为绿色能源。但是如果的年油脂产量是油菜籽的80 倍；微藻加工 但以目前的技术水平，微藻培养也存在

用玉米、高粱等粮食来制作乙醇等生物质能工艺相对简单，微藻没有叶、茎、根，不产 单位面积生产能耗大、投入成本高的问题，

源，将威胁全球的粮食安全。因此，对于生生无用生物量，易于被粉碎和干燥，预处理 因此，要使微藻生物柴油成为真正的替代能

物质能源的原料，人们的目光一直集中在传成本比较低微；微藻热解所得生物质燃油热 源，降低微藻的生产能耗和成本至关重要。

统的陈化粮、木质素、动物油脂等领域，然 值高，平均高达 33MJ/kg（兆焦尔/千克）， 徐旭东说，微藻的大规模培养主要有开

而对于生物质能源的重要来源、开发前景同是木材或农作物秸秆的1.6 倍；最后，有利 放池和密闭反应器两类方式。开放池培养成

样广阔、属水生植物的藻类却认识不足。 于环境保护，藻类植物能捕获空气中的二氧 本相对较低，但是藻类生长所达到的细胞密

作为一种重要的可再生资源，藻类具有 化碳，有助于控制温室气体排放。 度较低，某些情况下容易被当地其他微藻侵

分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环 微藻种植可与二氧化碳这样的温室气体 染，水蒸发量大；密闭培养可达到较高的藻

境适应能力强、生长周期短、产量高等突出地处理和减排相结合，据统计，占地1平方 细胞密度，不易被杂藻侵染，水蒸发量小，

特点。而藻类中的微藻，更是遍布全球的浮公里的养藻场可年处理5万吨二氧化碳，而 但反应器造价和运转成本较高。因此，前途

游植物，它在海洋、淡水湖泊等水域或是潮且微藻不含硫，燃烧时不排放有毒有害气体， 是需要发展出集二者优点，而回避各自缺点

湿的土壤、树干处，在任何有光照且潮湿的整个产油过程非常清洁。 的新型培养方式。此外，微藻培养液中细胞

地方都能生存。而每年由微藻光合作用固定 据估算，我国盐碱地面积达1.5 亿亩， 只占很小一部分，绝大部分是水，还需要发

的二氧化碳，竟达全球二氧化碳固定量的假如用14% 的盐碱地培养种植微藻，在技 展出低能耗的收集细胞，并循环使用培养液

40%以上。微型藻生物技术的开发，将为我 术成熟的条件下，生产的柴油量可满足全国 的技术。

国提供新的能源途径。 50%的用油需求。尽管利用微藻生产生物质能源困难重

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，属于低等水生植物，每个微藻平均大约只有5微米。微藻种类繁多，通常是指含有叶绿素A并能进行光合作用的微生物的总称。截至21世纪初已发现的藻类有三万余种，其中微小类群就占了70%，即两万余种。但是，限于不同藻类对生存环境的需求，并不是所有的微藻都能用于人工培养，目前(2012年)有大量培养或生产的微藻分属于4个藻门：蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。微藻 - 生物学特性与其他生物相比，微藻具有如下特点：1、最低等的、自养的放氧植物2、单细胞结构，呈群体或丝状的，大多数是浮游藻类3、种类繁多、分布极其广泛的一个类群4、在海洋、淡水湖泊等水域，或是潮湿的土壤、树干等处，在有光及潮湿的任何地方都能生存5、生长周期短(几天)6、微藻可直接利用阳光、二氧化碳和含氮、磷等元素的简单营养物质快速生长，并在细胞内合成大量油脂，含量可达细胞干重的30%~70%，其中生长快的微藻藻种通常含油量为10%～20%，含油量大于60%的藻种则生长速度较慢7、微藻细胞小、细胞壁大多坚硬，因此用于制造生物柴油需要具有较好的藻体收获和细胞破壁技术8、对水有净化作用。微藻 - 成分微藻细胞中含有：蛋白质、脂类、藻多糖、β-胡萝卜素、多种无机元素，如Cu、Fe、Se、Mn、Zn等高价值的营养成分和化工原料。1、蛋白质微藻的蛋白质含量很高，粗蛋白含量超过60%，生物学产量高于任何作物，是单细胞蛋白(SCP)的一个重要来源。2、多种维生素微藻所含的维生素A、维生素E、硫胺素、核黄素、吡多醇、维生素B12、维生素C、生物素、肌醇、叶酸、泛酸钙和烟酸等增加了其作为SCP的价值。3、胡萝卜素微藻中类胡萝卜素含量较高，藻粉中β-胡萝卜素含量高达14%，具有着色和营养的作用。4、甘油藻细胞中甘油含量较高，是优质的化妆品原料，也是化工、轻工和医药工业中用途极广的有机中间体。5、藻多糖藻多糖复合物可作为免疫佐剂增强抗原性和机体免疫功能，明显抑制实体瘤S180起到抗肿瘤的作用。微藻 - 用途医药工业截至2012年，已开发出的产品有天然胡萝卜素口服液、冲剂、口含片、水分散型干粉等产品。21世纪初对不饱和脂肪酸(DHA、RHA)在婴儿食品和保健品中的使用都深受人们的欢迎。微藻胶体(ECP)有较强的抗肿瘤活性引起国内外专家的关注。食品工业藻类蛋白的生产正在迅速发展，小球藻、栅列藻、新月藻、螺旋藻己被用作蛋白质来源，小球藻、螺旋藻、杜氏盐藻还以粉剂、丸剂、提取物等形式投放保健品市场或用作食品添加剂。动物饲料人工培养用作浮游动物的饵料，成功地用在饲养鱼类或作动物性浮游生物(如红虫、牡蛎等)。环境检测微藻的生长状况能直接反映水质情况，判断空气中的毒性气体，打破常规气体样品的分析和检测，Naessens. M等人将小球藻固定在疏水膜上和膜电极相连制成生物反应器，反映空气甲醇蒸气和四氯乙烯含量。Podola B等人改用调制荧光仪检测(PAM -2000)莱茵衣藻以监测气体中的甲醇、甲醛 。环境净化Chung P.废将水处理和单细胞蛋白(SCP)的生产结合，对沼气厌养发酵的猪粪废水进行处理，螺旋藻产量为5g /m2 /d。利用反应器挂膜技术可解决藻类和水的后续分离的问题。微藻生长脱氮除磷、难降解有机物、及Co、Mn、Hg等重金属离子。微藻还能吸收一定浓度NOx, SOx, H2S，在挪威、日本早已开始研究培养微藻进行环境保护。生物技术微藻生长周期短、耐受性的基因是生物技术关注的热点，开发新型的微藻-生物反应器，利用藻类蛋白生产口服疫苗等，用活性物质制成干粉，口服。王义琴等人将防御素基因转入椭圆小球藻细胞内，生产昂贵的防御素已取得一定的成果，但仍有一个巨大的未知藻类待人们去开发。可再生能源制造微藻是制备液体燃料的良好原料。微藻热解制备的生物质燃油热值高，是木材或农作物秸秆的1.4～2倍。与其他生物材料相比，微藻的产油效率相当高，在一年的生长期内，一公顷玉米能产172升生物质燃油，一公顷大豆能产446升，一公顷油菜籽能产1190升，一公顷棕榈树能产5950升，而一公顷的微藻能产生物质燃油95000升。而且不和食物争夺农田，它们可生长在田边地角，甚至是农业和生活废水中。微藻制油的原理其实就是利用光合作用，将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，进行提炼加工从而生产出生物柴油。

小题1:分布广泛，种类繁多，生长快速，富含油脂，不占用耕地（写出四条即可）。 小题1:列数字，准确说明了培养微藻能大量减少二氧化碳排放，固定大量二氧化碳的特点。 小题1:“直接”“简单”点明微藻生长容易的特点，与“大量”形成对比，突出了用微藻生产生物柴油的优势。 小题1:①微藻的生长周期短，油脂产率高，不会与农作物争地、争水。②培养微藻可以固定大量二氧化碳，减少二氧化碳排放。降低水体的富营养化，还可以净化废水和污水。 小题1:风能太阳能 化学能水能 核能海洋能生物能、海洋渗透能等

小题1:本题考查概括文章内容的能力。结合文章的二、三两段来概括微藻的特点即可。 小题1:本题考查说明文的说明方法以及表达效果。一般方法为：说明方法+说明对象的特征。 小题1:本题考查说明文语言的准确性。一般方法为：解释+分析效果+体现了说明文语言的准确性。 小题1:本题考查分析文章内容的能力。根据文章对微藻的介绍来分析“为什么”即可。 小题1:本题是一道开放题。无论答什么都算对。即便所答是现已开发的只要想到了，就该鼓励。

简单说，微藻是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小的藻类群体。其特性（自己百科去）决定了微藻在医药、食品、水产养殖、化工、能源、环保、农业及航天等领域有着重要的开发价值。被商品化后，畅乐健里就有，而且和益生元成分螯合之后的作用更有益于肠道健康。希望能帮到你。

生物柴油是一种发展潜力巨大的可再生能源，海洋微藻作为生物柴油的原料具有资源丰富和产油量高等明显优势。本项目分离筛选了13种海洋硅藻，对其生长、脂含量及脂肪酸进行了测定分析，发现其脂含量普遍较高，最高为三角褐指藻（36.2%）。以高产生物油为目标，最终筛选获得了生长快、总脂与饱和脂肪酸含量高、资源易得的4种赤潮硅藻（三角褐指藻、假微型海链藻、旋链角毛藻、热带骨条藻）。三角褐指藻的热解产油率为34.2%；通过油脂提取和酯化反应成功地从这4种硅藻制取了生物柴油，其柴油产率最高达19.4%；柴油热值为35.8MJ/kg, 铅含量(3.41mg/kg)未超标。证实了利用海洋微藻生产生物柴油的可行性及把赤潮硅藻化废为宝的优势，有明显的经济和社会价值与应用前景。

1、工业回收的最好方法是使用石灰水与二氧化碳反应，成本低，

反应式Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O

2、用纯碱饱和溶液NaCO3+CO2+H2O=2NaHCO3吸收效率不高，适合实验室

3、烧碱Na(OH)2+CO2=NaCO3+H2O也可以，但是成本明显高于方法一，并且方法一中得到的产物碳酸钙还是重要的工业原料，还有再利用的价值，因此比这种方法效益高得多

我以前做过一个工业脱硫除碳的项目，使拥有火电厂废气处理，大致流程为：

首先利用多孔陶瓷除去尾气中的粉煤灰等大颗粒粉尘，再过滤出分子颗粒较大的SO2，然后通过一个石灰水的淋滤塔，将废气通过自上而下淋洗的石灰水，通过Ca(OH)2吸收CO2，形成的CaCO3成粉末颗粒状，在塔底收集还可以作工业填料

生物质能，是我们当前林业上用的非常多的。生物质能是一种新的脱颖而出的能量，它既有能源的功能，又能从事生物化工产品，包括可分解的塑料，包括生物基系列产品都可以在里面产生，对环境来讲也是友好的，无公害的，可重复利用的。生物质能也有很多种类，一个是生物柴油，生物柴油就是利用黄连木、小桐梓，麻风树、乌桕、油桐等能源植物的种子榨油，将之变成可以直接使用的生物柴油。除了利用这些植物提练生物柴油外，还可以利用一些微生物，如小球藻等，这个非常好，它的含油量也很高，这是生物柴油。现在代替汽油的，能够掺到汽油里，或者直接用它开车的，就是生物乙醇。它是用淀粉发酵产生乙醇，现在淀粉水解技术很成熟，生物乙醇可以大规模的生产，但是这里面有一个很大的问题，就是生物乙醇都是用粮食等农作物生产的，引发粮食安全问题。

因此，生物乙醇的发展出路在于，利用水解纤维素生产生物乙醇，这个就是我们林业很大的发展机会，林业的木材是以纤维素和木质素为主的，如果能够把这两个素水解出来，让它变成生物乙醇，我相信，林业的地位将会提升到前所未有的高度。但是目前，这一技术还没有突破，现在世界上各个国家都在突破这个难题，但是还没有哪个国家能够有所突破。