Alghe in crescita al di fuori delle acque reflue

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Growing-Alghe

Credito: CC0 Public Domain

by Brandie Jefferson, Università di Washington, St. Louis

G​vogare alghe nelle acque reflue è stato per anni un tema caldo di ricerca. I notiziari hanno propagandato le ultime ricerche come portandoci alla portata di nuove fonti di fertilizzanti o biocarburanti più rispettosi dell'ambiente per decenni.

Finora, tuttavia, queste promesse non sono state mantenute. Uno dei motivi è che le alghe cresciute nelle acque reflue tendono ad essere contaminate. Ma anche se non lo fosse, non è chiaro se le applicazioni per le alghe che sono state immaginate in laboratorio sarebbero le applicazioni più realistiche al di fuori del laboratorio.

All'interno di un laboratorio, tuttavia, presso la McKelvey School of Engineering della Washington University di St. Louis, i ricercatori avevano in mente applicazioni quando hanno sviluppato un nuovo metodo per utilizzare i nutrienti recuperati da delle acque reflue per coltivare alghe che sono più del doppio più pure delle alghe coltivate direttamente nelle acque reflue convenzionali.

La ricerca è stata pubblicata online alla fine dell'anno scorso sulla rivista Ricerca sull'acqua.

Zhen He, professore di ingegneria energetica, ambientale e chimica, ha affermato che il problema inizia con la qualità delle alghe che attualmente otteniamo dalle acque reflue. "I prezzi del gas possono sembrare costosi, ma è ancora relativamente poco costoso negli Stati Uniti", ha detto il dott. He. Dal punto di vista dei prezzi, i biocarburanti delle alghe coltivate nelle acque reflue semplicemente non possono competere.

Uno dei motivi per cui coltivare alghe in questo modo è così costoso è il controllo di qualità. Le alghe possono crescere nelle acque reflue a causa dei nutrienti che vi si trovano; i rifiuti di una persona sono il cibo di un'altra alghe. Azoto, fosforo, carbonio organico disciolto: questi sottoprodotti dei nostri rifiuti sono i nutrienti di cui le alghe hanno bisogno per crescere.

Non sorprende, tuttavia, che quando stai cercando di coltivare alghe nelle acque reflue, "quello che ottieni è disordinato", ha detto il dott. He. “Sono acque reflue. Sì, hai le alghe. Trovi anche batteri. Qualunque cosa crescerà lì. Quindi, la biomassa di alghe coltivata nelle acque reflue ha un valore basso, il che riduce il profitto economico complessivo”.

Capovolgere il processo

Il Dr. He e il suo team hanno sviluppato un modo per capovolgere il processo, portando i nutrienti dalle acque reflue alle alghe, invece di mettere le alghe nelle acque reflue. Il processo si basa su un sistema elettrochimico microbico sviluppato nel laboratorio del Dr. He.

Utilizzando questo sistema, il team ha utilizzato la bioelettricità per estrarre i nutrienti e quindi portarli alle alghe, alimentandole in modo più efficiente e portando a una biomassa algale più pura.

Per testarne la purezza, hanno prelevato le acque reflue dai servizi alimentari della Washington University; in metà del campione, hanno aggiunto alghe. Nell'altra metà, hanno usato il sistema di trattamento delle acque reflue del Dr. He per estrarre i nutrienti dalle acque reflue, che poi hanno usato per nutrire le alghe. Quindi hanno misurato la purezza della biomassa algale risultante.

Le alghe alimentate con i nutrienti estratti erano oltre il 90% di alghe. Quando le alghe sono state coltivate nelle acque reflue, la biomassa risultante era solo il 32% di alghe. "Erano quasi il 70% di batteri", ha detto il dottor He.

In definitiva, queste alghe potrebbero essere utilizzate per sintetizzare alcuni composti in a bioraffineria — come una raffineria di petrolio dove il petrolio (petrolio greggio) viene trasformato in benzina e altri prodotti utili — ma senza le stesse ripercussioni pericolose per l'ambiente.

Prima, tuttavia, il Dr. He è deciso ad aumentare la purezza della biomassa algale che può produrre, affermando: "Voglio il 95% o il 98% di alghe". Quindi continuerà a indagare su quali condizioni sono più favorevoli a particolari alghe per determinare quale potrebbe essere il composto economicamente più redditizio da produrre.

"Le acque reflue municipali sono simili ovunque", ha affermato il dott. He. “Le acque reflue in Europa sono le stesse delle acque reflue a Los Angeles. E vuoi sviluppare qualcosa in cui le persone in altri luoghi possano dire: 'Qui può funzionare.'”

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