Sandia намеревается использовать склонность водорослей к обильному росту, чтобы очистить эти загрязнители и остановить вредоносное цветение водорослей, создав возобновляемый внутренний источник топлива. Водоросли можно легко превратить в топливо и химические вещества с помощью запатентованного Sandia Labs процесса ферментации.По оценкам Управления по биоэнергетическим технологиям (BETO) Министерства энергетики США, США могут производить не менее 1 миллиарда тонн сырья для биотоплива ежегодно, и это будет иметь положительные социальные, экономические и экологические последствия.
Эта сумма соответствует примерно 30 процентам потребности нашей страны в топливе, которое не нужно было бы импортировать. Среди этих видов сырья водоросли уникальны тем, что они растут в геометрической прогрессии: другими словами, при правильных условиях они удваиваются каждый день.
BETO финансирует проект Sandia Salton Sea Biomass Remediation, или SABER, потому что он поможет определить, могут ли водоросли стать жизнеспособной частью решения потребности нашей страны в различных источниках энергии.Спустя всего несколько месяцев биохимик Sandia Райан Дэвис с энтузиазмом оценивает перспективы. «Первые результаты, которые мы уже получаем из Солтон-Си, кажутся лучше, чем результаты из аналогичных систем водорослей. Это действительно многообещающе».
Проверка эффективности новой системы выращивания водорослейКогда одним ярким жарким утром в конце мая официальные лица штата и местные власти собрались у притока Солтон-Си, это должно было означать начало второй фазы проекта.
На первом этапе Sandia объединилась с Texas AM AgriLife Research, чтобы проверить, может ли новый метод выращивания водорослей быть таким же продуктивным, как более старый, более устоявшийся метод.
Традиционно компании выращивают отдельные виды водорослей в желобах — структурах, отдаленно напоминающих небольшие гоночные трассы или гигантские ванны. Дорожки качения производят водоросли, хорошо подходящие для производства ценных пищевых продуктов, таких как спирулина или бета-каротин, а также других нутрицевтиков.
Raceways также предлагают производителям большой контроль. Но есть несколько недостатков. Как правило, они требуют сложного обслуживания, требующего квалифицированных специалистов, дорогих удобрений, двуокиси углерода и высококачественной воды.
Кроме того, примерно 30 процентов продукции на фермах по выращиванию водорослей может теряться каждый год из-за разрушения прудов, связанных с вредителями. В настоящее время Sandia проводит исследования, чтобы свести к минимуму аварии, в том числе тестирует штаммы водорослей на устойчивость к различным хищникам и болезням и учится обнаруживать признаки неминуемого крушения пруда.Новый метод земледелия называется проточной системой «Algal Turf Scrubber» и используется для выращивания коллекции местных видов водорослей.
Для неподготовленного взгляда система выглядит как отдельно стоящий водосточный желоб. Он тихо булькает, когда вода пульсирует волнами по наклонному течению. Водоросли потребляют питательные вещества, и чистая вода выходит из нижнего конца.Система работает с использованием насосов, работающих на солнечной энергии, и почти не требует обслуживания, за исключением периодического сбора водорослей, который можно проводить с использованием обычного сельскохозяйственного оборудования.
Sandia разработала систему насосов с возобновляемыми источниками энергии, которая снабжает водой поток. Технология и компоненты потока были разработаны компанией HydroMentia Technologies LLC.
Основываясь на первых результатах испытаний в Техасе, скрубберы для газона могут производить количество водорослей, сопоставимое с дорожками качения. И они идеально подходят для мест с акрами недорогой недвижимости, богатой питательными веществами водой (без дополнительных удобрений) и множеством солнечных лучей, таких как Солтон-Си.
Система газона, испытываемая в рамках проекта SABRE, имеет и другие преимущества. Это местные водоросли, поэтому они, естественно, более устойчивы к атакам местных патогенов и хищников. Густая текстура водорослей также позволяет легко собирать урожай.
Одна из критических замечаний по поводу водорослей как источника биотоплива заключается в том, что они потребляют слишком много воды. Дэвис не согласен с этой критикой. «Есть вода, а есть вода», — сказал он. «Мы показали, что можем выращивать водоросли в системах очистки дерна, используя воду, полную вредных компонентов. И она все еще процветает».
Другими словами, с этой водой мало что можно сделать, пока не будут удалены загрязняющие вещества.Выращивание водорослей для контроля над диким, неконтролируемым ростом водорослейЦветение водорослей может достигать таких размеров, что их видно из космоса, как в случае с озером Окичоби, озером Эри, Чесапикским заливом и Мексиканским заливом. Цветки не являются токсичными для рыб, но при определенных условиях могут стать вредными для морской жизни и человека.
Когда цветы отмирают, в результате процесса гниения водные пути могут образовываться «мертвыми зонами», областями с низким содержанием кислорода, из-за которых рыба задыхается. Согласно показаниям Конгресса, при попадании в организм некоторые вредные виды водорослей могут также вызывать симптомы гриппа у людей и смерть домашних животных.Цветение водорослей также происходит в Солтон-Си. Дэвис объясняет, что море является местом скопления всех сельскохозяйственных стоков с одного из крупнейших сельскохозяйственных районов США.
Азот, фосфор и другие элементы из удобрений постоянно попадают в море. Присутствие этих элементов способствует цветению водорослей с негативными последствиями, которые могут распространяться по всей экосистеме.
Ежегодно на берегах Солтонского моря можно увидеть тысячи задохнувшихся мертвых рыб. Согласно исследованию, подготовленному организацией Tourism Economics для Палм-Спрингс, запах не принес ничего положительного для бизнеса в этом районе. Бюро посетителей. Кроме того, исследования показывают, что смерть птиц в этом районе может быть связана со штаммами водорослей, которые производят токсины.
«Выбросы неочищенных химикатов в открытые водные пути имеют серьезные экологические последствия», — сказал Дэвис.По иронии судьбы, выращивание водорослей может устранить вредные последствия неконтролируемого естественного роста водорослей. Вода из одного из трех основных притоков Солтон-Си поступает в 900-футовый газоочиститель проекта SABRE.
Водоросли, растущие внутри системы скруббера, поглощают и удаляют химические вещества из воды по мере ее прохождения. Команда Сандиа надеется, что по мере того, как вода переходит из системы обратно в приток, элементы, вызывающие цветение водорослей, будут удалены в значительных количествах.Если проект SABRE окажется успешным, он может стать моделью устранения цветения водорослей по всей стране. Есть надежда, что Императорская долина тоже выиграет.
Покрывая тысячи акров сухих, отступающих береговых линий Солтон-Си водорослевыми культурами, скрубберы для газона могут снизить широко распространенное загрязнение воздуха токсичной пылью. Заводы по переработке водорослей также могут предоставить новые экономические возможности.
Sandia стала партнером Imperial Irrigation District, чтобы сдвинуть с мертвой точки проект SABRE. «Сторонник возобновляемых источников энергии и защитник Солтон-Си, округ считает, что подобные проекты могут существенно изменить ситуацию», — сказала Мэрион Чэмпион, специалист по коммуникациям со СМИ. «Мы очень надеемся, что этот проект даст хорошие, чистые возобновляемые источники энергии, а также обеспечит естественный и безопасный процесс удаления химикатов, защищая дикую природу для будущих поколений».