Количественное тяжелых металлов и других неорганических загрязняющих веществ на продуктивность микроводорослей

По сравнению с традиционными наземными культур микроводорослей были показаны для достижения более высоких биомассы и липидов урожаи из-за присущих более высокой эффективности преобразования солнечной ^1,2. Выращивание микроводорослей при высоких скоростях производительности требует питания различных питательных веществ, включая внешнего источника углерода. Ожидается, что крупные объекты роста будут интегрированы с потоками промышленных отходов, таких как промышленных дымовых газов с целью минимизации издержек производства и в то же время обеспечивает восстановление окружающей среды. Промышленные отходы углерода, как правило, в виде газообразного диоксида углерода и может содержать примеси, которые потенциально могут отрицательно повлиять производства микроводорослей. В частности, дымовой газ получают из угля будет иметь различные загрязнений, включая, но не ограничиваясь ими продуктов сгорания воды и углекислого газа, а также оксиды серы и азота, мелкой пыли, органических примесей, таких как диоксины и фураны, и неорганического Contaminants, такие как тяжелые металлы. Влияние большинства этих загрязнителей, включая неорганических с некоторыми из них известен как тяжелых металлов на продуктивность микроводорослей не были изучены. Некоторые из этих элементов могут быть питательные вещества в соответствующих концентрациях, однако при более высоких концентрациях они могут производить дисфункцию клеток и даже смерть ^3.

Интеграция микроводорослей с промышленной дымовых газов имеет потенциал непосредственно вводить неорганические загрязнения в ростовой среде. Уголь на основе дымовых газов имеет целый ряд неорганических элементов (например, As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V и Zn) в различных концентрациях, некоторые из которых, в странах с низким концентрация, представляют питательные вещества для роста микроводорослей. Неорганические загрязняющие вещества с высоким сродством связывается с микроводорослей и дополнительно сорбируются внутри через питательных перевозчиков. Некоторые неорганические загрязнители (т.е., Co, Cu, Zn и Mn) питательные вещества, которые являются частью ферментов включаютd в процессе фотосинтеза, дыхания и других функций ^3,4. Тем не менее, в избыточных металлов и металлоидов может быть токсичным. Другие элементы, такие как Pb, Cd, Sn, Sb, Se, As и Hg, не известны для поддержки функции клеток в любой концентрации и представляют собой средства питательных веществ металлов, которые могут негативно повлиять на ^3,5,6 роста культуры. Наличие любого из этих загрязняющих веществ имеет потенциал для производства негативное воздействие на функции клеток микроводоросли. Кроме того, взаимодействие нескольких металлов с микроводорослей усложняет динамику роста и имеет потенциал, чтобы влиять рост.

Крупномасштабные экономика были непосредственно связаны с производительностью системы культивирования ^7-19. Кроме того, средний утилизация в системе роста микроводорослей для открытых водоемах либо направляющими (ОВП) или фотобиореакторах (PBR) является критическим, поскольку он представляет 99,9 и 99,4% от массы, соответственно ^20. Наличие неорганических загрязнений в средствах массовой информации в конечном счете может ограничить мПроизводительность icroalgae и переработка СМИ в связи с загрязняющей накопления. Это исследование экспериментально определили влияние 14 неорганические загрязнители (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V и Zn), в концентрациях, ожидаемых от интеграции систем выращивания микроводорослей с угля происходит дымового газа, на продуктивность N. Салина вырос в НРБ воздушных перевозок. Загрязняющие вещества, используемые в данном исследовании было показано, что не только присутствовать в угольной дымовых газов, но твердых бытовых отходов на основе дымовых газов, на основе биогенного топочного газа, городских сточных вод, добываемой воды, нарушение грунтовых вод и морской воды ^21-23. Концентрации, используемые в данном исследовании, основаны на том, что можно было бы ожидать, если бы системы роста микроводорослей были интегрированы с угольной основе СО ₂ источника с захвата эффективности продемонстрировано в коммерческих системах PBR ^20. Подробные расчеты, поддерживающие концентрации тяжелых металлов и неорганических загрязнений представлены в Napanи др. ²⁴ Аналитические методы были использованы, чтобы понять распределение большинства металлов в биомассе, средства массовой информации и среды. Методы, представленные включен оценку производительности потенциала микроводорослей в неорганической загрязнений стресса и количественного их конечного судьбы.