李 煦,榮峻峰,宗保寧
(中國石化石油化工科學研究院,北京 100083)
“能源”和“環(huán)境”是人類社會可持續(xù)發(fā)展面臨的重大問題,工業(yè)化和人類活動造成溫室氣體在大氣中的累積是引起氣候變化的一個重要因素[1]?;茉吹氖褂靡环矫嬷瘟巳祟惿鐣母咚侔l(fā)展,另一方面也造成了嚴重的環(huán)境污染和碳排放危機。2018年全球能源消耗比上年度增長2.3%,僅使用化石燃料排放的CO2就達到了33.1 Gt[2]。大氣中CO2質(zhì)量分數(shù)也從1980 年的340 μg/g上升到2020年的412 μg/g[3]。CO2約占溫室氣體總量的50%,但對環(huán)境變化所產(chǎn)生影響的比例卻達到了82%,帶來了包括海平面上升、食品安全危機、物種滅絕與生物多樣性危機等諸多問題[4]。國際社會也在不遺余力地制定各種政策,希望能夠減緩CO2排放量逐年上升而引起的全球變暖趨勢。在技術方面,CO2的減排、封存與利用成為降低CO2凈排放量的有效手段。
光合作用是生物利用光能將CO2吸收并轉化為有機物的過程,是自然界經(jīng)過數(shù)十億年進化形成的高效CO2固定手段。微藻是能夠進行光合作用的單細胞或細胞聚集體生物,根據(jù)其結構的不同可分為原核微藻與真核微藻。原核微藻以藍藻為主,又稱為藍細菌,包括螺旋藻、顫藻、念珠藻等種類。原核微藻細胞內(nèi)含有光合色素,但不形成葉綠體,細胞結構與革蘭氏陰性細菌相近。真核微藻具有細胞核、葉綠體等細胞器,包括綠藻、硅藻、輪藻等諸多種類[5-6]。微藻通常生活在水環(huán)境中,不具有組織與器官的分化能力。與陸生高等植物相比,微藻通過光合作用進行CO2的吸收有其獨特的優(yōu)勢?!?br>