2024年8月24日

学生们自豪地展示他们的横幅，上面写着“Yo Algas”(我爱藻类)，用不同种类的藻类和海藻的颜料绘制。/资料来源:美国能源部

布拉德利·沃伦进行的藻类研究。/资料来源:美国能源部

INL生物量研究员Bradley Wahlen的图像。/资料来源:美国能源部

爱达荷国家实验室实验室关系经理LYNN WENDT

多种形式的海藻有不同的用途。这是一种富含维生素的零食许多健康益处。在水中，它为海洋生物提供了一个安全的栖息地，吸收二氧化碳、氮和磷等气体和营养物质。它甚至被用作冰淇淋的额外成分，使冰淇淋变稠，防止冰晶堆积。但是“过犹不及”这句话也适用于海藻。

数百年来，在热带大西洋中部的马尾藻海附近，大量的大型藻类或海藻以漩涡状堆积。最近，海洋环境使得这种被称为马尾藻的海藻繁盛起来。所谓的大大西洋马尾藻带从非洲西海岸一直延伸到加勒比海。当大量马尾藻被冲到岸上时，环境影响包括通过阻止海龟进入海洋而对孵化中的海龟造成伤害。

堆积在海滩上的海藻垫在分解时会释放出硫化氢。这种气体闻起来像臭鸡蛋；它会刺激眼睛、鼻子和喉咙，并对旅游业产生负面影响，而旅游业是这些地方的主要经济驱动力。这些垫子必须用手移除，送到垃圾填埋场分解，释放出甲烷，一种强有力的温室气体。

为了把这个讨厌的东西变成一种资源，爱达荷国家实验室(INL)正在探索加工马尾藻转化为生物燃料的潜力。该团队正在与受影响的社区合作，并从如何储存这些东西的问题入手。这个项目是由美国能源部资助的生物能源技术办公室(BETO)，该公司支持INL的藻类原料物流和处理项目。

另外，贝托的生物能源研究和教育计划正在利用该项目的数据开发一个免费的教育案例研究，向高中、技术和社区学院以及大学水平的学生介绍海藻原料物流的复杂性。桥梁计划还审查环境正义的概念，并探索生物能源的职业生涯。

“这种海藻面临的主要挑战之一是，很难预测它什么时候会被冲到岸上，”INL生物量研究员布拉德·瓦伦说。“有时它会堆积成大块，如果储存不当就会堆积和分解，但其他时候，海藻就很少了。”

一个合适的储存系统可以防止过多的马尾藻聚集在海滩上并分解。储存还可以确保当海滩上的海藻减少时，燃料供应不会闲置。

Wahlen和他的团队正在研究一种基于青贮饲料的马尾藻储存系统，因为马尾藻正在等待转化为生物燃料。青贮饲料是指一种由发酵到酸化点的绿叶制成的饲料。

“一旦我们可以储存它们，我们就可以利用它们作为一种独特的生物燃料选择，使能源密集型行业脱碳，”Wahlen说。

选址研究

为了更好地了解受马尾藻污染影响的当地社区的情况，并让该社区的学生和研究人员参与进来，INL的一个小组最近去了波多黎各的圣胡安。BETO藻类原料物流和处理项目的技术经理Elizabeth Burrows博士也在该团队中。

“我们在那里举办了为期三天的研讨会，在那里我们会见了学生，主持了讲座，并与他们一起在实地进行了实践活动，”Wahlen说。“我们有30名当地学生参与其中。让直接受到问题影响的人成为团队的一员，为解决问题而努力，这很好。”

在研讨会期间，学生和INL的研究人员参观了一个藻类农场和当地的珊瑚礁，收集海藻进行动手活动。他们会见了当地的生态学家，以了解拟议的青贮饲料储存解决方案的影响。

一些生态方面的考虑包括何时收集马尾藻——当它在海上时或一旦它到达海滩时。在海滩上收集沙子可能会导致无意中收集到额外的沙子，这些沙子需要从生物质中去除。在海上收集可能会更加昂贵，而且海上收集对水生生物的影响目前还不得而知。

第二个主要的储存挑战来自青贮饲料的保存材料。青贮饲料需要降低海藻的pH值，这可以通过乳酸发酵来实现。该方法的一个挑战是海藻中的高盐和水含量，这产生了不利于乳酸发酵过程的条件。另一个事实是海藻中的糖不同于这种储存系统运作良好的典型植物。

“该团队需要解决这些挑战，以确定一个成功的存储解决方案，”Wahlen说。

INL团队成员与首席执行官艾克·莱文博士密切合作藻类基金会他带领学生们讲课，并致力于建立一个强大的美国海藻产业。藻类基金会与INL的目标相同，即在受马尾藻堆积影响的地区确定早期职业研究人员，这样他们就可以在这些堆积继续增长时参与解决问题。

“随着越来越多的学生对开发解决方案感兴趣，我们希望能够看到这些大型海藻带的环境影响得到切实改善。找到成功的存储解决方案将是一个关键因素，”Burrows说。“研讨会对学生来说绝对是一次鼓舞人心的实践学习经历，将在未来几年对藻类行业产生切实的影响。”