Микроводоросли из Швеции очищают сточные воды и производят биодизель

Лоренца Ферро продемонстрировала потенциал северных микроводорослей для одновременного производства биомассы и очистки муниципальных сточных вод в условиях северного климата. Она также изучила, как микроводоросли и бактерии взаимодействуют и как это влияет на состав микробных сообществ в открытых культурах водорослей.

Зелёные микроводоросли — это фотосинтезирующие водные организмы, которые используют солнечный свет и несколько других питательных веществ для преобразования CO₂ в энергию и биомассу. Биомасса водорослей считается хорошим сырьём для производства биотоплива, так как эти микроорганизмы могут естественным образом образовывать и накапливать большое количество липидов, которые, в свою очередь, можно превратить в биодизель. Кроме того, азот и фосфор, содержащиеся в муниципальных сточных водах, можно перерабатывать для питания микроводорослей, что означает возможность использования одного процесса для производства биомассы и очистки стоков.

Однако использование микроводорослей очень ограничено в северных странах, где длинные зимы характеризуются малым количеством часов светового дня и низкими температурами, ограничивающими рост. В своей работе Лоренца Ферро показывает, что использование местных северных штаммов водорослей, естественно адаптированных к суровым условиям окружающей среды, может стать решением для успешного выращивания микроводорослей в регионе.

Были выделены и генетически классифицированы несколько шведских штаммов микроводорослей, способных расти в муниципальных сточных водах. Восемь штаммов на лабораторном масштабе показали себя как очень эффективные в удалении избытка питательных веществ из сточных вод; четыре продемонстрировали признаки быстрого роста, высокой продуктивности биомассы и содержания липидов; три из них также доказали эффективную адаптацию к низким температурам или условиям с ограниченным доступом к свету.

В своём проекте Лоренца Ферро также исследовала, могут ли водоросли и бактерии получать взаимную выгоду при очистке стоков, то есть будет ли северный штамм микроводорослей взаимодействовать с бактериями в культуре.

«Мы наблюдали положительное влияние на производство биомассы и удаление питательных веществ при определённых конкретных условиях выращивания».

В пилотном исследовании она использовала ДНК-метод под названием метабаркодинг, чтобы изучить сезонные изменения в пруду с водорослями в Дове (в 10 км от Умео), который в 2015 году был засеян контрольным штаммом микроводорослей (не из северной коллекции), и где рост позволялся с мая до начала ноября. Результаты показали, что исходные микроводоросли были вытеснены другими водорослями и зоопланктоном, что привело к снижению производства биомассы и уменьшило удаление азота и фосфора, особенно в поздней части вегетационного периода.

«Моя работа вновь показала, что местные северные микроводоросли намного лучше стандартных штаммов. Наши северные штаммы в настоящее время проходят испытания в "реальных условиях" с целью продления вегетационного периода до поздней осени или даже зимы».