蓝藻能否变害为宝

时间:2008-01-10 17:19 《中国投资》 见习记者 梅丽 评论:

随着天气转冷,曾经将水面染色墨黑、恶臭难闻的蓝藻在太湖水面几乎不见踪影,而此时,湖岸边伫立的江苏省农科院搞蓝藻综合利用建设的沼气发酵罐似乎在说明,蓝藻变害为宝的尝试仍在进行。

与环境污染日趋严重伴生的大量爆发的蓝藻,却因其独特的生物特性——富含蛋白质、有机糖份,含氮量10%,含磷量1%以及在自然界内广泛分布的易取得性而被研究机构加以资源化利用构思:从最初的沼化、有机肥,到微型绿藻制取氢气得到新型能源以及2007年11月7日香山藻类学前沿会议还提出将蓝藻作为玉米、土豆的替代物提取有机碳糖,作为发酵的碳源提取生物柴油的研究课题,蓝藻资源化利用技术越来越走向高端。

技术尝试

“早在十几年以前,南京地理与湖泊研究所在巢湖,像中科院在滇池做的一样,做了蓝藻资源化利用”,中科院水生所研究员宋立荣说,“蓝藻本身含有丰富的蛋白质、糖类,最初作为生物饲料来喂鸭子,喂鸡”。但很快,研究发现蓝藻用于生物饲料进入人类食物链有着不可预估的后果:在污染环境里大量爆发的蓝藻含有藻毒素,可直接导致下游食物链的肝损伤。因此,蓝藻用于初级食物链的最初设想不得不改变初衷,蓝藻用于食品行业不得不慎重。

作为用于食品行业的另一种构思是,将脱毒后的蓝藻提取蓝藻氨基酸产品进入食品。但根据现存资料显示,这种设想仍然停留在最初阶段,至今没有科研机构宣布从蓝藻里提出蓝藻氨基酸。

沼化和有机肥是目前蓝藻利用研究得最多的两种处理方法,作为受蓝藻爆发之害最深的江苏,江苏省农科院提出了以蓝藻生物发电及生物肥的利用思路:首先进行蓝藻打捞以降低种群密度及水中氮磷含量,以脱水后的蓝藻干物质发酵产生沼气,用于生物发电,再将发酵后的残渣直接输入农田沤肥。

中试结果非常理想,成功地解决了两大技术难题:一是打捞,二是脱藻毒素。为之专门研发的化学絮凝——碟片式离心机分离,可将打捞上来的蓝藻含水量从95%—97%降到86%,提高了打捞蓝藻的干物质含量。搅拌式反应器、回流式反应器和复合折流扳式反应器,成功产生了沼气。利用高温和微生物的发酵过程使藻毒素降到5纳克以下,几乎测不出来,以沼液用于小白菜育肥经对比实验也较施用化肥有明显优势。

按照江苏农科院对蓝藻的实验室阶段效益的估算:一吨蓝藻干物质可以产生600立方米的沼气,用于发电可发1200-1500度电。沼液残渣可以产生100公斤左右的纯氮,10公斤纯磷,可取代传统尿素和磷肥的产用肥。以中产规模来算,产生1000立方米沼气、用于1000亩无公害农田用肥,项目需投资1000万元。

技术与此非常类似的中科院水生物研究所用蓝藻和富钾的水生物生产有机——无机复合肥项目经济效益测算更为理想。作为江苏省科技厅科技成果推介项目,以年产10000吨凤眼莲有机——无机复合肥生产厂为例,设备投资约需80万元,年产值近1400万元,利润100多万元,经济效益无疑非常显著。

现实之困

但是在实际工作中,蓝藻移除及后续处理并不尽人意,2007年太湖爆发的蓝藻还是用人工打捞的方式,“到目前打捞了近2000吨液态蓝藻”,并因处理量巨大而“弃放山洼、垃圾堆”,江苏省农科院韩士群解释道,“大规模生产实验还在摸索当中,如果用于实际,达到上述的生产规模需要10000立方米的沼气池,会产生土地利用等相关问题。再则蓝藻季节性爆发,必须与控制性地种植水葫芦降低水体氮磷含量、生活垃圾处理结合起来,才能解决大规模生产的原料来源。”

作为中试成功后的生产力转化计划,江苏省农科院与江苏国联拟定合作意向,准备以该项技术用于太湖水污染的治理。虽然韩士群说“合作形式、生产规模、投资概算还在商议之中”,但较其他结束中试阶段、还没有企业要求技术转让形成生产蓝藻利用项目,这己是目前资源化利用走得最远的一个项目。

一方面是蓝藻大量爆发迫切需要技术处理手段能够有效清除、无害化处理甚至能加以有效利用,另一方面是资源化利用多年来才开始小心翼翼地走出实验室,产业化、规模化遥遥无期。其主要原因还是在于“一是没有相应的市场需求,二是目前生产技术还做不到大规模生产化”。宋立荣认为,蓝藻治理作为环境污染的负产品,不可能象生产原料一样加以大规模培养,必须考虑到市场对其有开发价值的认可。而现行技术的有效性也是限制产业化发展的一个重要原因,因而“国内外对其资源化利用的关注较少”。

中科院植物研究所研究员蒋高明也认为,应慎对蓝藻资源利用提产业化。从行业规划来讲,蓝藻产业化不具备持续发展的条件,一旦生态环境治理好了,针对蓝藻资源化利用的企业生命也就结束了。

限制蓝藻资源化利用的原因还不仅仅如此。就国内外现状而言,作为新型的生态能源来源或是治污下游产业链,开发应用的新技术新思路需要很大创新,成本不可能与现有的成熟技术、能源开发相提并论,如果没有政府补贴,这项工作几乎不可能完成。江苏项目的合作也是基于江苏国联承包太湖底泥疏浚和蓝藻打捞,迫切需要新技术应对打捞困难,才孕育而生,政府补贴是该项合作的一个重要条件。因此虽然沼气等资源化利用蓝藻课题提出多年,如果完全依赖企业市场行为实现科技转化为生产力,投入产出不成正比,必然遭遇市场的冷遇。

解决之道

蓝藻综合利用的一路探索提供了一种思路,蓝藻之害促进现有技术不断创新,并因新技术的发展与垃圾处理相结合而有望成为免费生物能源材料变废为宝。不过现实资源的制约却使人们必须思考,在谋求个体经济效率造成的外部不经济与宏观环境污染高额的处理成本之间如何选择,从而决定我们以什么样的态度来应对小小蓝藻提出的挑战。

蓝藻

蓝藻是藻类生物,又叫蓝绿藻;大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣,因此又叫粘藻。在所有藻类生物中,蓝藻是最简单、最原始的一种。所有的蓝藻都含有一种特殊的蓝色色素,蓝藻就是因此得名。在一些营养丰富的水体中,有些蓝藻常于夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫,称为“水华”,大规模的蓝藻爆发,被称为“绿潮”(和海洋发生的 赤潮对应)。绿潮引起水质恶化,严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重的是,蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生毒素(简称MC),大约50%的绿潮中含有大量MC。MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外,也是肝癌的重要诱因。

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