微藻技术：助力全球甲烷减排与资源化的创新之钥

为解决全球 CH4减排及资源化问题，研究人员开展微藻基技术研究。发现该技术在光合沼气升级、微藻 - 甲烷氧化菌共培养、产 CH4微藻方面有应用潜力，对实现环境与生物经济协同发展意义重大。

　　在全球积极应对气候变化的大背景下，温室气体减排成为关键任务。甲烷（CH₄）作为仅次于二氧化碳的第二大温室气体，其在大气中的浓度不断攀升，给全球气候带来了巨大威胁。尽管各国已制定诸多减排策略，但现有技术在处理中低浓度 CH₄气流时仍存在局限性，如物理化学方法成本高、能耗大且会产生新的温室气体排放。在此情况下，探寻高效、可持续的 CH₄减排技术迫在眉睫。

为了攻克这些难题，来自国外的研究人员展开了深入研究。他们聚焦于微藻基技术，致力于探索其在 CH₄减排和资源化方面的巨大潜力。研究发现，微藻基技术有望成为解决 CH₄相关问题的创新方案，对推动可持续发展意义非凡。该研究成果发表在《Bioresource Technology》上。

在研究过程中，研究人员主要采用了以下关键技术方法：一是通过构建不同的微藻培养系统，如高率藻类池塘（HRAP）与吸收柱（AC）相连的系统、管状光生物反应器（TPBR）与 AC 相连的系统等，来模拟实际生产环境，研究微藻在不同条件下对沼气升级的作用；二是进行微藻与甲烷氧化菌的共培养实验，探究共培养体系对稀释 CH₄气流的处理效果；三是对产 CH₄微藻进行筛选和研究，分析其 CH₄产生机制和生产效率。

研究结果如下：

• 光合沼气升级：在 HRAP - AC 系统中，多个因素影响沼气升级效果。液体与气体（L/G）比在 0.5 - 1 时，CH₄浓度可超 95% 。培养基碱度会影响 CO₂和 H₂S 的去除效率，但过高碱度会抑制微藻对 CO₂的固定。此外，环境条件、水力停留时间（HRT）等也会对沼气升级产生影响。在 TPBR - AC 系统中，优化 L/G 比、培养基碱度等参数可提高 CO₂去除率，部分研究实现了符合欧洲法规的生物甲烷生产。
• 微藻 - 甲烷氧化菌共培养：该技术可同时捕获 CH₄和 CO₂。不同的藻类与甲烷氧化菌（A/B）细胞比例、O₂供应、培养方法等会影响 CH₄、CO₂等的去除效率。如某些研究通过优化这些参数，实现了较高的 CH₄和 CO₂转化率以及营养物质的回收。
• 产 CH₄微藻：部分微藻在有氧条件下可产生 CH₄，但不同微藻的 CH₄生产速率差异较大。目前对微藻产 CH₄的机制尚不完全清楚，可能涉及光合作用驱动、活性氧物种（ROS）驱动等多种途径。

研究结论和讨论部分指出，微藻基技术为 CH₄减排和资源化提供了新方向。光合沼气升级技术在生物甲烷生产和高价值生物质产出方面有潜力，但存在占地面积大、自动化程度低等问题；微藻 - 甲烷氧化菌共培养技术对处理稀释 CH₄气流有前景，但基础研究不足；产 CH₄微藻的研究虽处于初期，但为生物甲烷生产开辟了新途径。未来需要政策支持，加强基础研究，优化培养条件，开展技术经济和环境评估，以推动微藻基技术的广泛应用，实现环境目标与生物经济的协同发展。