تنوع زیستی و افزایش پایداری سیستمهای تولید سوخت زیستی از جلبک

بر اساس یافتههای یک پژوهش فضای باز که با تامین مالی فدرال توسط پژوهشگران دانشگاه میشیگان انجام شده است، داشتن ترکیبی متنوع از گونهها، پایداری محصولات سوخت روغنی سیستمهای زیستسوخت جلبک و نیز مقاومت آنها نسبت به تهاجمات بیرونی را افزایش میدهد.
دانشمندان U-M ترکیبات متنوعی از گونههای جلبک آب شیرین را در ۸۰ پوند U-M’s E.S. مصنوعی رشد دادند. این دانشمندان دریافتند که ترکیبات متنوع گونههای جلبک تحت عنوان پلی کالچر، نسبت به هر یک از گونهها به تنهایی، نقش کلیدی تری را در سطوح بالا بازی کرده و در کارهای چند وظیفهای بهتر بودند. اما به طور غافلگیر کنندهای، آن ها نسبت به اکثر گونههای تکی تولیدکننده، یا مونوکالچرها، تودههای جلبکی بیشتری را، که به نام زیست توده شناخته میشوند، تولید نمیکنند.
نویسنده سرپرست مقاله، کیسی گادوین، پژوهشگر فوق دکترا در دانشکده محیط زیست و پایداری U-M بیان داشت: «این نتایج کلیدی مناسب طراحی سیستمهای زیست سوخت هستند چراکه نشان میدهند در حالی که مونوکالچر میتواند انتخاب بهینه ای برای به حداکثر رساندن تولید کوتاه مدت جلبک باشد، پلی کالچرها محصولات پایدارتری را طی دورههای زمانی طولانیتر ارائه میدهند.»
روغن بیولوژیکی مشتق شده از جلبک به عنوان یک سوخت تجدیدپذیر جایگزین بالقوه سوختهای فسیلی مورد پژوهش قرار گرفته است. از آنجایی که جلبک ها سریعا رشد میکنند و میتوانند به زیست روغن تبدیل شوند، نسبت به محصولاتی چون ذرت، پتانسیل تولید سوخت بیشتر، از سطح کوچکتر را دارا هستند.
نخستین فاز، رشد دادن ترکیبات متنوعی از شش گونه جلبک دریاچهای شمال آمریکا در ۱۸۰ مخزن آکواریوم مانند واقع در زیرزمین ساختمان Dana در محوطه دانشگاهی Ann Arbor دانشگاه میشیگان بود. هر ۶ گونه به طور متداول در سیستم های زیست سوخت استفاده میشوند.
فاز دوم شامل تست میدانی چهار گونه با بیشترین نوید و ترکیباتی از گونه ها، توسط پرورش آنها در فضای باز، داخل تانکهای ۲۹۰ گالنی واقع در پارک ۱.۳۰۰ اکری U-M بود.
در هر دو فاز پژوهش، همکاران در کالج مهندسی U-M از تکنیکی به نام ﻣﺎﯾﻊ ﺳﺎﺯﯼ ﻫﯿﺪﺭﻭﺗﺮﻣﺎﻝ برای تبدیل جلبک به روغن های قابل احتراق، یا روغن های زیستی، که میتوانند برای ساخت سوختهای حمل و نقلی مانند زیستدیزل تصفیه شوند، استفاده کردند.
گادوین اظهار داشت: «نخست ما ترکیبات متفاوت جلبک را در آزمایشگاه ارزیابی کردیم، و سپس بهترین آن ها را به طبیعت بردیم، جایی که آن ها در معرض نوسانات شرایط آب و هوایی، آفات، بیماریها و همه عوامل دیگری که پژوهش روی سوختهای مبتنی بر جلبک را برای ۴۰ سال دچار مشکل کرده بود، قرار میگرفتند.»
نمونه های جلبک در این آنالیز طی E.S. 10 هفته ای، جمع آوری شدند. آنالیز آن ها نشان داد که استفاده از پلی کالچرها به طور معنی داری تهاجم توسط گونههای ناخواسته ی جلبک را به تاخیر انداخت، محصولات زیست روغنی در پلی کالچرهای دو و چهار گونهای بالاتر بوده و محصولات متنوع جلبک ها در طول زمان پایدارتر بودند.
و درحالی که مونوکالچرها در یک یا دو کار همزمان خوب عمل میکردند، پلی کالچرها کارهای بیشتری را در سطوح بالاتری از هریک از مونوکالچرها انجام دادند، صفتی که آن را چندمنظورگی مینامند.
به همین ترتیب، پلی کالچرها نسبت به بهترین مونوکالچرها زیست توده کمتری تولید کردند. به علاوه استفاده از پلی کالچرها هیچ اثر معنی داری روی اندازه و زمان بندی، کاهشهای ناگهانی و شدید در تولید جلبک که با نام سقوط جمعیت شناخته میشود، نداشت.
ترجمه: آزاده داودی
منبع: University of Michigan