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环境污染和能源短缺是当今人类面临的两大问题。全世界的科学家都为此做出了巨大的努力，但是所获得的研究成果大多是非此即彼的突破，而且两者之间的差距很小。有办法在消除污染的同时生产能源吗？美国莱斯大学最近的一项研究向我们展示了一些光明。
太棒了。把污水变成油
发表在学术期刊《藻类》上的结果是基于对休斯顿一家污水处理厂为期五个月的研究。莱斯大学的科学家发现了一种可以从城市污水中生产生物燃料的混合藻类。
这些高价值藻类不仅极易存活，而且能有效去除城市污水中90%以上的硝酸盐和50%以上的磷。根据美国国家环境保护局的数据，城市水体中过量的氮和磷是美国最常见和最具挑战性的环境问题之一。此外，目前的废水处理技术去除硝酸盐和磷的效率较低，废水中藻类培养的意义更加不言而喻。然而，在完成净化污水的任务后，这些藻类也可以变成汽车的生物燃料，以满足运输行业的石油需求。
此外，藻类还有另一个最大的优势:与传统的由玉米或糖制成的乙醇燃料不同，它不会与食物争夺土地或人口争夺食物。根据美国能源部(DOE)2010年国家藻类生物燃料技术路线图，藻类每公顷能产生比传统生物质能多10倍的燃料。这是真正的宝藏。
难怪！被迫做出错误的决定
然而，美国人以前对从藻类中提炼石油并不乐观。
早在五年前，海藻油生产就是可再生能源领域的热门话题，各种探索性技术层出不穷。然而，人们最终发现通过藻类大规模生产生物燃料是不现实的，因为它需要太多的水、能量和肥料。
美国国家科学院下属的国家研究委员会(NRC)在2012年的一份研究报告中指出，如果藻类每年被用来生产390亿升生物燃料，约占美国运输燃料需求的5%，所需投资将是惊人的:生产相当于1升汽油的藻类生物燃料将需要3.15升至3.65升的水；此外，为了生产390亿升藻类生物燃料，种植者必须添加600万到1500万吨氮和100万到200万吨磷。这相当于美国总氮用量的44%至107%，全国农业磷用量的20%至51%。
被这一巴掌惊醒后，美国藻类产业的重心逐渐转移到生产药物、营养和化妆品，这些都是高价值和低产量的领域。人们对其生物燃料性质的关注正在逐渐降温。
论文的第一作者是莱斯大学的科学家米纳科什&米多；Bhattacharjee已经在这个领域进行了28年的研究。她说，经过多年的发展，作为一种高价值的产品，藻类产业已经变得越来越稳定，但在生产上仍然严重依赖化肥。展望未来，如果我们想生产更高能力的产品，我们必须首先解决可持续发展的问题。从长远来看，海藻行业对化肥的过度依赖对整个行业来说并不是一件好事:首先，这将降低该行业的整体利润空；其次，化肥需求的增长也将导致藻类产业和谷物产业之间的竞争和摩擦，而谷物产业原本被排除在水之外。因此，废水藻类培养实际上是一个无奈的选择。
事实证明。温度是关键。
Bhattacharjee说，类似的想法已经在论文和书籍中提出了相当长的时间，但仍有一些具体细节没有解决，如是否在开放的环境中培养，是否使用单一藻类或混合培养，等等。她说:我不知道是什么原因，我们很惊讶在我们之前很少有人练习过。
在新的研究中，巴特查吉和她的研究小组得到了休斯顿公共工程和工程部的帮助。在该部门的帮助下，莱斯大学的研究人员在休斯顿的一个废水处理厂建造了12个露天池塘，用于藻类培养，每个池塘可以容纳大约600加仑(2.27立方米)的水。这些水池直接与污水处理厂用来去除污水中固体的过滤器相连。每一个池塘都养殖不同的藻类。一些水池混合了各种藻类，包括休斯顿当地的藻类。除了藻类，一些池塘还有以浮游生物为食的鱼类。
合著者埃文&米德多特，莱斯大学生物科学教授；西曼说:以前的研究表明，藻类的不同组合可能更适合开放式培养。我们相信在里面养鱼也可以消除对藻类有害的浮游生物。五个月后的结果非常令人鼓舞，因为以前的研究更倾向于没有鱼的单一养殖。我们的研究已经找到了一种方法来实现藻类生产的最佳效益和性能。
此外，研究人员还评估了废水中藻类培养的适用环境和能源效率比。结果表明，休斯顿当地实验的除磷效果比堪萨斯实验高4倍以上。巴特查吉解释说，这可能是温度的原因。休斯顿的测试主要集中在夏季和秋季，气温比堪萨斯州高得多。如果温度是关键，在美国东南部和西南部种植可能更经济。
目前，莱斯大学的团队正在测试不同的变量将如何影响最终结果，并优化技术以吸引更多投资者。他们希望在未来与更多的城市合作，进一步确定这种藻类的潜力。
