微藻技術可望用于脫硝治霾

在霧霾治理中，脫除工業尾氣氮氧化物，也稱為脫硝，是關鍵技術之一。中國科學院水生生物研究所與中國石化石科院經過多年合作，發展出了氮氧化物固定和微藻發酵脫硝技術，可望用于從工業尾氣脫除氮氧化物，以克服現有脫硝技術的缺點。

對我國華北地區霧霾成因的機理研究揭示，硫氧化物和氮氧化物是主要元兇。其中，二氧化氮將二氧化硫氧化生成硫酸鹽，對PM2.5顆粒的形成有顯著貢獻，而這一氧化反應的速率又隨PH值上升而大幅提高。目前，對工業尾氣進行脫硝的技術主要是利用氨與氮氧化物進行反應，生成氮氣釋放到大氣中。氨由氮氣和氫氣合成，本身要消耗能量、產生污染，與氮氧化物反應重新生成氮氣，使得投入的能量化為烏有。不僅如此，在用氨水進行脫硝反應時，過量的氨進入大氣，增加堿性成分、提高PH值，反而會加速霧霾的形成。所以說，脫硝是治理霧霾的關鍵之一，但目前的脫硝技術卻存在突出的副作用。

微藻是一類單細胞或多細胞的微小光合生物，一般利用太陽光能進行光合作用、生長繁殖，也就是光合自養生長，但也有一些種類能夠利用葡萄糖等有機碳源進行高密度發酵生長，也就是異養生長。工業尾氣中的氮氧化物可以在適當條件下與水反應生成硝酸根、亞硝酸根，作為微藻生長所需要的氮營養。按通常思路依靠太陽光能生產微藻，因占用大量土地難以用于工廠尾氣處理，而利用微藻發酵技術則使單位面積生物量產率提高上千倍，從而有可能在廠區有限的面積進行生物脫硝。

近年來，中國科學院水生生物研究所與中國石化石科院合作開發微藻發酵脫硝技術，在關鍵問題上取得了突破。

第一，工業尾氣氮氧化物的固定。氮氧化物中主要成分是難溶于水的一氧化氮，直接將尾氣通入培養液中一氧化氮會迅速釋放逃逸。中石化科研人員建立了酸性、氧化條件，可以將尾氣中的氮氧化物高效固定、轉化為稀硝酸，供微藻培養之用。

第二，利用硝酸根進行微藻發酵。水生所科研人員篩選獲得可以完全不用光照進行異養發酵的藻種，建立以硝酸鹽為氮源的發酵模式，取得了十噸規模發酵的成功。

第三，微藻產品的出路。水生所科研人員以微藻作為魚類飼料添加劑，證明可提高魚類生長、體色等指標，具有良好應用前景。在微藻生物技術方面，國外的研究多著重于利用微藻的光合自養生產方式進行二氧化碳減排，產出油脂、蛋白和高附加值產品。我國藻類學界與石化、煤化工程學界在交叉合作中逐漸認識到，利用微藻光合自養方式進行碳減排，相對于對我國的二氧化碳排放量實際上難以奏效，但我國每年排放的氮氧化物只有約兩千萬噸，利用微藻發酵技術可能獲得解決。如果對其中的一千萬噸進行固定、利用，可產出約五千萬噸微藻，不僅大大緩解氮氧化物排放問題，還可順帶滿足水產行業對飼料添加劑的需求，因而具有切實的應用價值。endprint