Jämfört med traditionella markgrödor mikroalger har visat att uppnå högre biomassa och lipid avkastning på grund av inneboende högre effektivitet solenergi konvertering ^1,2. Odling av mikroalger vid höga produktivitet kräver leverans av olika näringsämnen, inklusive en extern kolkälla. Det förväntas att storskaliga tillväxtmöjligheter kommer att integreras med industriella avfallsströmmar såsom industri rökgas för att minimera produktionskostnaderna och samtidigt ge miljöåterställning. Industriavfall kol är typiskt i form av gasformig koldioxid och kan innehålla föroreningar som har potential att negativt påverka mikroalger produktion. Specifikt kommer rökgas härrörande från kol har en mängd olika föroreningar, inklusive men inte begränsat till förbränningsprodukter vatten och koldioxid, samt oxider av svavel och kväve, fint damm, organiska föroreningar, såsom dioxiner och furaner, och oorganisk conreningar såsom tungmetaller. Effekterna av de flesta av dessa föroreningar inklusive oorganiska med några av dem som kallas tungmetaller på mikroalger produktiviteten har inte undersökts. Några av dessa faktorer kan vara näringsämnen vid lämpliga koncentrationer, men vid högre koncentrationer de kan producera cell dysfunktion och även död ^3.

Integrationen av mikroalger med industriell rökgas har potential att direkt införa oorganiska föroreningar i tillväxtmedier. Kol baserad rökgas har en mängd olika oorganiska element (t.ex. As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V och Zn) vid olika koncentrationer av vilka några, i låg koncentration, representerar näringsämnen för mikroalger tillväxt. Oorganiska föroreningar har en hög affinitet för att binda till mikroalger och ytterligare sorberas internt genom närings transportörer. Vissa oorganiska föroreningar (dvs., Co, Cu, Zn och Mn) är näringsämnen som ingår i enzymer involverard fotosyntes, respiration och andra funktioner ^3,4. Men i överskott metaller och metalloider kan vara giftiga. Andra faktorer, såsom Pb, Cd, Sn, Sb, Se, As och Hg, inte är kända för att stödja cellfunktionen i vilken koncentration och representerar icke-näringsämnen metaller som negativt kan påverka kulturtillväxt ^3,5,6. Förekomsten av någon av dessa föroreningar har potential att producera negativa effekter på mikroalger cellfunktion. Vidare samspelet mellan flera metaller med mikroalger komplicerar tillväxtdynamik och har potential att påverka tillväxten.

Storskaliga ekonomi har varit direkt kopplat till produktivitet odlingssystemet ^7-19. Dessutom är medel recirkulering i mikroalger tillväxtsystem för antingen öppna löpbanornas dammar (ORP) eller photobioreactors (PBR) kritisk eftersom det utgör 99,9 och 99,4% av massan, respektive ^20. Förekomsten av oorganiska föroreningar i media kunde slutligen begränsa microalgae produktivitet och återvinning av media på grund av förorenings uppbyggnad. Denna studie experimentellt bestämd effekterna av 14 oorganiska föroreningar (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V och Zn), vid koncentrationer som förväntas från integrationen av mikroalger odlingssystem med kol härledd rökgas, på produktiviteten hos N. salina odlas i flygtransport PBRs. Föroreningarna som används i denna studie har visat sig inte bara vara närvarande i kolbaserad rökgas men kommunalt avfall baserade rökgas, biosolids baserade rökgas, kommunalt avloppsvatten, producerat vatten, försämrad grundvatten och havsvatten ^21-23. De koncentrationer som användes i denna studie bygger på vad som skulle kunna förvänta sig om mikroalger tillväxt system integrerades med en kolbaserad _CO2 källa med en upptagning effektivitet visats i kommersiella PBR system ^20. Detaljerade beräkningar som stöder av koncentrationerna av tungmetaller och oorganiska föroreningar presenteras i Napanet al., ²⁴ Analytiska tekniker användes för att förstå fördelningen av huvuddelen av metallerna i biomassa, media och miljö. De metoder som presenteras möjliggjorde bedömning av produktivitetspotentialen hos mikroalger i oorganisk förorening stress och kvantifiering av deras öde.