1. 藻類是怎麼樣即發電又吃油的呢
人們常常在潮濕的地表上看到泛起的藍綠色、滑膩膩的「地皮」,這些東西的學名就叫「藍藻」,有人也叫它「藍細菌」、「藍綠藻」、「粘藻」。這種藻類是地球最古老的生物,遠在30億年前的遠古時代,地球剛剛誕生17億年左右時,它就誕生了,據說生物界那時只有這類藍藻。它在極為險惡的環境下,潛伏在水層里,依靠它所含有的葉綠素和藻藍素成功地利用透射和散射的太陽光進行光合作用,成功地把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成碳水化物〔(CH2O)n〕。光合作用是太陽能的生物轉換過程。這一過程合成的碳水化合物便是太陽能的化身。藍藻可以說是世界上最早的太陽能收集器、貯存器。它的出現意味著地球上以太陽能為動力的生命形式由低級走向高級,從簡單走向復雜的開始。藍藻是一個龐大的生物家庭。目前,已發現的藍藻有2000多種,分隸於140屬20科。
藍藻與其他光合細菌最大的區別是,其他光合細菌在光合過程中不會放出氧氣,而藍藻卻能源源不斷地往空中輸送氧氣。經過長期不斷地施放氧氣,終於改變了大氣的組成,進而在高空形成臭氧層,擋住了紫外線,為以後的需氧生物提供了有利的生存環境,並為海洋生物登陸提供了條件。因此,人們把藍藻看成是植物界的先驅,進化長河的源流,地球上最早的拓荒者。
藍藻還能把大氣中的游離氮(N2)同氫(H)合成氨(NH3),這就是藍藻所進行的固氮作用。能進行固氮的藍藻大多分化為兩種細胞:營養細胞和異形胞。在光合過程中,營養細胞能製糖和發電,而異形胞在特定條件下,能催化放出理想的燃料——氫來。
這樣說來,藍藻是一種既能光合(發電、放氧、製糖),又能固氮(合成氨),還能放氫的「綜合工廠」,這不僅是植物界絕無僅有的,就是人類社會上也無法與之比擬。可見,藍藻是一種貢獻獨特的微生物了。
人類認識和利用藍藻的歷史並不長。1889年首先由弗蘭克發現藍藻能固氮,但當時未能確證,直到1928年才為德雷韋斯所證實。20世紀40年代藍藻開始在稻田裡使用,它生長過程中分泌出的氮化合物和激素物質能大大幫助水稻生長,稻田養藻,水稻一般能增產10%。
更令人感到驚異的是藍藻竟能發電!揭開藍藻光合、固氮、放氫的秘密,將使人們可以用太陽能為動力,以水、二氧化碳和氮氣為原料,定向地進行發電,合成食物,生產氮肥,製造氫氣。近年來,國外已經開始用藍藻進行發電試驗取得成功。科學家們對利用藍藻制氫也極感興趣。
作為生物質能源,水生植物的使用,除藍藻外,其他許多藻類也具有很大潛力。專家們在進行海藻種植研究中發現,藻類生物質可厭氧發酵成甲醇,其轉化率可達50%~70%,因此證明,通過藻類可將太陽能轉化成化學能(甲醇)。還有人在將海藻研碎後進行發酵過程中發現,這些藻類能釋放出大量近似甲烷的可燃性氣體。據估算,一公頃海藻,一年內可排出4萬立方米的可燃性氣體。還有一種海藻,它能在高鹽鹼的水中產生大量有價值的烴類(其中也含有甘油)。小球藻也能提供大量熱能,每克可提供22千焦耳的能量。水風信子是沼氣發酵的極好原料,它繁殖速度極快,一株水風信子經過3個月後可產生248181個後代。
令人更為驚異的是藻類還能回收石油。「紅巨藻」(紫球藻屬)能以相當其生物量生產速度的50%的速率合成分泌出一種磺化多糖。這種多糖的粘度和催化作用與角叉藻聚糖類似,可用於從地下的沙質形成物中回收石油。用其回收石油的數量等於或高於用商品聚合物得到的數量。
無獨有偶。同屬微生物的一種細菌也能分解原油。據報道,1991年由日本大阪大學的今中忠行教授首次發現了在無氧環境中可以分解原油的細菌。據說,在日本靜岡縣中部山區,有一股自戰前就一直向外涌流的原油,使周圍環境受到嚴重污染。經對油流周圍的土質勘察分析後找到一種以原油為食的新菌種。它與目前所掌握的分解原油的細菌同屬假單胞菌,其棒狀體形直徑0.5微米,長1.2~1.5微米。科學家認為,迄今一直難以處理的沉積海底的原油,因這一新菌種的發現將可得到解決。更重要的是,如果用二氧化碳和氫就可以培養這一新的細菌,那麼合成接近原油成分的碳氫化合物就將成為可能。
2. 從藻類的生物學特點分析為什麼微藻制油具有較高的推廣應用價值
藻類具有光合作用效率高、環境適應能力強、生長周期短、生物產量高的特點。
微藻是一類單細胞生物,與陸地微生物相比,微藻具有如下特點:
1.微藻具有葉綠素等光合器官,是非常有效的生物系統,能有效地利用太陽能通過
光合作用將H20、C02和無機鹽轉化為有機化合物,因其固定和利用C02可以減少溫室效應。
2.微藻一般是以簡單的分裂式繁殖,細胞周期較短,易於進行大規模培養,由於微
藻通常無復雜的生殖器官,使整體生物量容易採收和利用。
3.可以用海水、鹹水或半鹹水培養微藻,因此是淡水短缺、土地貧瘠地區獲得有效
生物資源的重要途徑。
4.微藻富含蛋白質、脂肪和碳水化合物,某些種類還富含油料、微量元素和礦物質,
6是人類未來重要的食品及油料的來源。
5.微藻,尤其是海洋微藻,因其獨特的生存環境使其能合成許多結構和生理功能獨
特的生物活性物質。特別是經過一定的誘導手段微藻可以高濃度地合成這些具有商業化生
產價值的化合物,是人類未來醫葯品、保健品和化工原料的重要資源。
微藻生產能力高、用海水作為天然培養基可節約農業資源:比陸生植物單產油脂高出幾十倍;生產的生物柴油不含硫,燃燒時不排放有毒害氣體,排入環境中也可被微生物降解,不污染環境,發展富含油質的微藻或者「工程微藻」是生產生物柴油的一大趨勢。
3. 藻類的特徵有哪些
根據現代對藻類植物的認識,藻類並不是一個自然分類群,但它們卻具有以下的共同特徵。
(1)植物體一般沒有真正根、莖、葉的分化。藻類植物的形態、構造很不一致,大小相差也很懸殊。例如眾所周知的小球藻,呈圓球形,是由單細胞構成的,直徑僅數微米;生長在海洋里的巨藻,結構很復雜,體長可達200米以上。盡管藻類植物個體的結構繁簡不一、大小懸殊,但多無真正根、莖、葉的分化。有些大型藻類,如海產的海帶、淡水的輪藻,在外形上,雖然也可以把它分為根、莖和葉三部分,但體內並沒有維管系統,所以都不是真正的根、莖、葉,因此,藻類的植物體多稱為葉狀體或原植體。
(2)能進行光能無機營養。一般藻類的細胞內除含有和綠色高等植物相同的光合色素外,有些類群還具有其特殊的色素,而且也多不呈綠色,所以它們的質體特稱為色素體或載色體。藻類的營養方式也是多種多樣的。例如有些低等的單細胞藻類,在一定的條件下也能進行有機光能營養、無機化能營養或有機化能營養。但從絕大多數的藻類來說,它和高等植物一樣,都能在光照條件下,利用二氧化碳和水合成有機物質,以進行無機光能營養。
(3)生殖器官多由單細胞構成。高等植物產生孢子的孢子囊或產生配子的精子器和藏卵器一般都是由多細胞構成的。例如苔蘚植物和蕨類植物在產生卵細胞的頸卵器和產生精子的精子器的外面都有一層不育細胞構成的壁。但在藻類植物中,除極少數種類外,它們的生殖器官都是由單細胞構成的。
(4)合子不在母體內發育成胚。高等植物的雌、雄配子融合後所形成的合子(受精卵),都在母體內發育成多細胞的胚以後,才脫離母體繼續發育為新個體。但藻類植物的合子在母體內並不發育為胚,而是脫離母體後,才進行細胞分裂,並成長為新個體。如果用動物學的術語來說,高等植物是胎生,而藻類則是卵生。總之,藻類植物是植物界中沒有真正根、莖、葉分化,行光能自養生活,生殖器官由單細胞構成和無胚胎發育的一大類群藻類不但在水體非常顯著,在陸域環境也很常見。然而陸域藻類通常較不顯眼,且於潮濕、熱帶地區比乾燥地區特別常見,因為藻類缺乏維管束和其他營陸地生活的適應構造。藻類在其他地點如雪地或以地衣的形式在裸露岩石表面與真菌共生。
(5)種類繁復的藻類在水域生態系扮演重要角色。微觀下懸浮於水柱者(浮游植物)提供食物給大多數海洋食物鏈。藻類密度非常高(水華)時,可能使水變色,與其他生物競爭或使其他生物中毒或窒息。海草大部分生長在淺海水中,然而有些已有生長於300米深的記錄。有些供人類食用或生產有用物質如洋菜、鹿角菜膠或肥料。
4. 藻類植物的基本特徵是什麼
藻類的特徵有很多,包括形態、顏色、生長范圍等非常多的方面。
1、形態:藻類植物體大小懸殊,最小的直徑只有1~2微米,肉眼見不到,而最大的長達60多米;形態相差很大,有單細胞、群體和多細胞。群體各體由許多單細胞個體群集而成。多細胞個體有絲狀體、囊狀體和皮殼狀體等,也有類似根、莖、葉的外形,但不具備高等植物那樣的內部構造和功能。
生殖器官多數由單細胞構成。合子不在母體內發育成胚。主要生活在水裡,也有的生活在潮濕的岩石、樹干、土壤表面或內部。能在地震、火山爆發、洪水泛濫後形成的新基質上存活,是新生活區的先鋒植物之一。
2、范圍:藻類分布的范圍極廣,對環境條件要求不嚴,適應性較強,在只有極低的營養濃度、極微弱的光照強度和相當低的溫度下也能生活。不僅能生長在江河、溪流、湖泊和海洋,而且也能生長在短暫積水或潮濕的地方。從熱帶到兩極,從積雪的高山到溫熱的泉水,從潮濕的地面到不很深的土壤內,幾乎到處都有藻類分布。除輪藻門外的各門藻類都有海生種類。
3、顏色:藻類植物細胞含有各式各樣的色素,而不同的色素組成標志著進化的不同方向,是分門的主要依據。
但所有的藻類都含有葉綠素a和光合作用系統Ⅱ並能利用水作為氫的供體,在光合作用中釋放出氧氣。現大氣中的游離氧氣主要是光合作用的產物,其中大半是藻類所產生。藻類的色素主要有4類:葉綠素、藻膽蛋白、胡蘿卜素和葉黃素,其中除葉綠素a以外,β-胡蘿卜素也普遍存在於各種藻類,只是在隱藻門數量較少而已。此外,紅藻門、和隱藻門還含有藻膽蛋白;隱藻門、甲藻門、黃藻門、金藻門、硅藻門和褐藻門含有葉綠素c;原綠藻門、屁藻門、綠藻門和輪藻門含有葉綠素b,在紅藻門有的種類則含有葉綠素d。少數藻類在演化過程中營腐生或寄生生活,逐漸失掉葉綠素,成為沒有色素的藻類。
5. 從藻類的生物學特點分析,為什麼微藻制油
這是因為微藻可以進行光合作用,吸收二氧化碳(基本可以抵消掉燃燒油所產生的二氧化碳,實現二氧化碳零排放),同時積累油脂,它的含油量可以佔到乾重的20%到30%,有時甚至可以達到乾重的60%,而且藻類植物分布很廣泛,也很能適應環境,甚至可以在污水中生長,它們生長速度快,生長周期短,作為原料也有保障,在微藻生長繁殖時,也可以利用廢水中的氮,磷等元素凈化水體,制油後的殘余藻體還可以用來生產有機肥,一舉多得,但是目前的微藻制油成本比較高,還處於由實驗室向大規模生產的過渡階段,參考了一部分生物書上的內容,希望採納哦O(∩_∩)O~
6. 藻類是綠色植物嗎另外,綠色植物光合作用對不可見光的利用情況
水體中能固定太陽光能的藻類等各種綠色植物屬於該生態系統成分中的生產者。
藻類植物簡介
(一)藻類的基本特徵
關於藻類的概念古今不同。我國古書上說:「薻,水草也,或作藻」。可見在我國古代所說的藻類是對水生植物的總稱。在我國現代的植物學中,仍然將一些水生高等植物的名稱中貫以「藻」字(如金魚藻、黑藻、茨藻、狐尾藻等),也可能來源於此。與此相反,人們往往將一些水中或潮濕的地面和牆壁上個體較小,粘滑的綠色植物統稱為青苔,實際上這也不是現在所說的苔類,而主要是藻類。根據現代對藻類植物的認識,藻類並不是一個自然分類群,但它們卻具有以下的共同特徵:
1.植物體一般沒有真正根、莖、葉的分化藻類植物的形態、構造很不一致,大小相差也很懸殊。例如眾所周知的小球藻(Chlorella),呈圓球形,是由單細胞構成的,直徑僅數微米;生長在海洋里的巨藻(Macrocystis),結構很復雜,體長可達200米以上。盡管藻類植物個體的結構繁簡不一,大小懸殊,但多無真正根、莖、葉的分化。有些大型藻類,如海產的海帶(Laminariajaponica)、淡水的輪藻(Chara),在外形上,雖然也可以把它分為根、莖和葉三部分,但體內並沒有維管系統,所以都不是真正的根、莖、葉,因此,藻類的植物體多稱為葉狀體或原植體。
2.能進行光能無機營養 一般藻類的細胞內除含有和綠色高等植物相同的光合色素外,有些類群還具有共特殊的色素而且也多不呈綠色,所以它們的質體特稱為色素體或載色體。藻類的營養方式也是多種多樣的。例如有些低等的單細胞藻類,在一定的條件下也能進行有機光能營養、無機化能營養或有機化能營養。但從絕大多數的藻類來說,它和高等植物一樣,都能在光照條件下,利用二氧化碳和水合成有機物質,以進行無機光能營養。
3.生殖器官多由單細胞構成 高等植物產生孢子的孢子囊或產生配子的精子器和藏卵器一般都是由多細胞構成的。例如苔蘚植物和蕨類植物在產生卵細胞的頸卵器和產生精子的精子器的外面都有一層不育細胞構成的壁。但在藻類植物中,除極少數種類外,它們的生殖器官都是由單細胞構成的。
4.合子不在母體內發育成胚 高等植物的雌、雄配子融合後所形成的合子(受精卵),都在母體內發育成多細胞的胚以後,才脫離母體繼續發育為新個體。但藻類植物的合子在母體內並不發育為胚,而是脫離母體後,才進行細胞分裂,並成長為新個體。如果用動物學的術語來說,高等植物是胎生,而藻類則是卵生。
總之,藻類植物是植物界中沒有真正根、莖、葉分化,行光能自養生活,生殖器官由單細胞構成和無胚胎發育的一大類群。
(二)藻類的分類
藻類植物的種類繁多,目前已知有3萬種左右。早期的植物學家多將藻類和菌類納入一個門,即藻菌植物門。隨著人們對藻類植物認識的不斷深入,特別是從巴暄(A.Pascher,1931)的平行進化學說發表以後,認為藻類不是一個自然分類群,並根據它們營養細胞中色素的成分和含量及其同化產物、運動細胞的鞭毛以及生殖方法等分為若干個獨立的門。對於分門的看法,也有很大的分歧,我國藻類學家多主張將藻類分為12個門。由於本書所採用的是五界系統,除已將藍藻門列入原核生物界外,現將其中9個主要門的特徵簡介如下:
1.金藻門 多產於淡水中,特別是在水溫較低的軟水水體中尤為常見。植物體多為單細胞或群體,少數為多細胞絲狀體。運動細胞多具1—2條鞭毛。單細胞或群體的種類,細胞內多具有1—2個色素體,以胡蘿卜素和葉黃素占優勢,綠色色素只有葉綠素a一種,所以多呈金黃色或金褐色。同化產物主要是金藻多糖,或稱為金藻糖,金藻澱粉, 又因它具有和海帶糖相似的化學性質,所以亦稱為金藻海帶糖。此外,也含有脂類。繁殖方式主要是營養繁殖和孢子生殖,有性生殖極少見。常見的有合尾藻屬和鍾罩藻屬(見圖)。
2.黃藻門(Xanthophyta) 海產的種類很少,主要分布在淡水水體中,或生於潮濕的地面、樹乾和牆壁上。在水溫較低的春季較多。植物體為單細胞、群體或多細胞體。所含的色素和同化產物與金藻門基本相同,但除葉綠素a外,尚含有葉綠素e,多呈黃綠色。運動細胞具有兩條長短不一和結構不同的鞭毛,所以這一類群又稱為不等鞭毛藻類(Heterocontae)。繁殖方式有營養繁殖、孢子生殖和有性生殖,但隨種類的不同,也有不同的繁殖方法。肉眼常見的是植物體成絲狀的黃綠藻屬(Tribonema)和無隔藻屬(Vauchcria)(見圖)。
3.硅藻門(Bacillariophyta)廣布於海水和淡水中,多行浮游生活。植物體由單細胞構成或互相連接成群體。細胞壁由兩個瓣片套合而成,上面具有花紋,其成分含有果膠質和硅質,而不含纖維素(見圖)。
細胞內具有一至數個金褐色的色素體。色素體中含有葉綠素a、c和多量的胡蘿卜素和葉黃素,光合產物主要是脂類。硅藻可藉助細胞分裂進行營養繁殖,但經數代後也能通過配子的接合或自配形成復大孢子,行有性生殖(見圖)。
4.甲藻門(Pyrrophyta) 多產於海洋中,行浮游生活,有時在海岸線附近大量繁殖,形成赤潮, 有些種類也常在池塘、湖泊中大量出現。植物體多數是單細胞的,少數為群體或絲狀體。除少數種類裸露無壁外,多具有由纖維素構成的細胞壁。甲藻的細胞壁稱為殼,是由許多具有花紋的甲片相連而成的。殼又分上殼和下殼兩部分,在這兩部分之間有一橫溝,與橫溝垂直的還有一條縱溝,在兩溝相遇之處生出橫、直不等長的兩條鞭毛。色素體1個或多個,呈黃綠色或棕黃色,除含葉綠素a、c外,還含有多量的胡蘿卜素和葉黃素。海產種類的光合產物多為脂類,淡水產的多為澱粉。繁殖方式主要是細胞分裂,或是在母細胞內產生無性孢子,行孢子生殖,有性生殖只在少數屬、種中發現。常見的有角藻屬(Ceralium)(見圖)和多甲藻屬(Peridinium)(見圖)。
5.褐藻門(Phaeophyta)絕大多數為海產,營固著生活。在1,500多種褐藻中,產於淡水的僅有10種左右,其中有兩種是在我國四川的嘉陵江中發現的。植物體均由多細胞構成,結構也比較復雜。色素體中除含有葉綠素a、c外,胡蘿卜素和葉黃素的含量特別多,所以多呈褐色。同化產物不是澱粉,而是海帶多糖和甘露醇。營養細胞均無鞭毛,游動孢子和雄配子則具有兩條側生、不等長的鞭毛。繁殖的方式有多種,都能行有性生殖,在生活史中,多有明顯的世代交替。常見而且作為食用的有海帶(Laminaria japonica)和裙帶菜(Undaria pinnalifida)(見圖)。
6.紅藻門(Rhodophyta) 除少數屬、種外,絕大多數產於海水中,行固著生活。植物體除個別屬、種外,都是多細胞的,通常為絲狀、片狀或樹枝狀。色素體多呈紅色或紫紅色,其中除含有葉綠素、胡蘿卜素和葉黃素外,還含有大量的藻紅素和藻藍素。同化產物為近似澱粉的紅藻澱粉。紅藻在生活史中沒有具鞭毛的運動細胞。有性生殖均為卵式生殖。雌性生殖器官是與卵囊相似的果胞。果胞上具有叫做受精絲的毛狀體。受精後產生一種特殊的孢子,叫做果孢子。常見的有紫菜屬(Porphyra)和石花菜屬(Gelidium)(見圖)。
7.裸藻門(Euglenophyta) 裸藻又稱眼蟲或眼蟲藻,多生於富含動物性有機質的淡水中,營浮游生活。大量繁殖時,常使水呈綠色、黃褐色或紅色。除柄裸藻屬(Colacium)外,全為頂端生有鞭毛,能運動而無細胞壁的單細胞種類。在裸藻中,除少數種類無色,行異養生活外,多含有與綠藻相似的光合色素,但貯藏物質主要是裸藻澱粉和少量的脂類。繁殖方式主要是細胞分裂,在不良的環境條件下,也能形成具有厚壁的孢囊,待環境條件好轉時,原生質體即破壁而出,形成新個體。裸藻屬(Euglena)(見圖)基本門中常見的屬。
8.綠藻門(Chlorophyta) 多生於淡水中,海產的種類較少,營浮游、固著或附生生活,還有少數種類為寄生或共生。植物體有單細胞或群體的,也有多細胞的絲狀體或片狀體。色素體的形狀和數目也常隨種類而不同,所含的光合色素成分、含量以及同化產物均與高等植物相似。運動細胞多具有2條、4條或多條等長、頂生的鞭毛。有各種各樣的繁殖方式,有些種類在生活史中有世代交替現象。在綠藻中如植物體為單細胞的小球藻屬(Chlorella)(見圖),
群體的柵藻屬(Scenedesmus)(見圖),
多細胞成絲狀的水綿屬(Spirogyra)(見圖)
和剛毛藻屬(Cladophora)等都是淡水中常見的種類。
9.輪藻門(Charophyta) 廣布於淡水或半鹹水中,均營固著生活。植物體都是由多細胞構成的,而且有類似根、莖、葉的分化,外形很象高等植物中的木賊和金魚藻。體外多被有大量鈣質,所以又有石草之稱。光合色素成分及貯藏物都與綠藻相同,但生殖器官的結構和生活史比較特殊。輪藻在生活史中,都不產生無性孢子,有性生殖均為卵式生殖。藏卵器外面有5個左旋的螺旋細胞包被著,頂端還具有由 5個或10個冠細胞構成的冠。藏精器的外面是有由8個(罕4個)盾細胞鑲嵌而成的外壁,裡面是由許多精子囊組成的精子囊絲體和一些不育的頭細胞組成的。實際上這種藏精器是由許多雄性生殖器官和不育細胞構成的聚合體,所以也把它叫做精囊球,它的藏卵器又叫做卵囊球。輪藻的營養體和生殖器官雖然結構很復雜,但在生活史中無世代交替,植物體都是單倍體,而且在受精卵萌發後,經過原絲體階段才能發育為成體。我國常見的有輪藻屬(Chara),麗藻屬(Nitella)和鳥巢藻屬(Tolypella)(見圖)。
(三)藻類的生活習性
大多數藻類都是水生的,有產於海洋的海藻;也有生於陸水中的淡水藻。在水生的藻類中,有軀體表面積擴大(如單細胞、群體、扁平、具角或刺等),體內貯藏比重較小的物質,或生有鞭毛以適應浮游生活的浮游藻類;有體外被有膠質,基部生有固著器或假根,生長在水底基質上的底棲藻類;也有生長在冰川雪地上的冰雪藻類;還有在水溫高達80℃以上溫泉里生活的溫泉藻類。藻體不完全浸沒在水中的藻類也很多,其中有些是藻體的一部分或全部直接暴露在大氣中的氣生藻類;也有些是生長在土壤表面或土表以下的土壤藻類。就藻類與其它生物生長的關系來說,有附著在動、植物體表生活的附生藻類;也有生長在動物或植物體內的內生藻類;還有的和其它生物營共生生活的共生藻類。總之,藻類的生活習性是多種多樣的,對環境的適應性也很強,幾乎倒處都有藻類的存在。
(四)藻類在人類生活中的意義
我國利用藻類作為食品,不但有悠久的歷史,食用的種類和方法之多,也是世界聞名的。據初步統計,我國所產的大型食用藻類至少有50—60種,經常作為商品出售的食用藻類主要是海產藻類,如礁膜(Monostroma nilim)、石蒓(Ulva lactula)、海帶(Laminaria japonica)、裙帶菜(Undaria pinnatifida)、紫菜(Porphyra sp.)、石花菜(Gelidium amansii)等。商品食用淡水藻類有地木耳(Nostoc commume)和發菜(Nostoc commume var.flagelliforme)。我國雲南景洪地區傣族同胞食用和出口緬甸等國的「島」和「解」就是用淡水藻類中的水綿(Spirogy- ra)和剛毛藻(Cladophora)加工製成的。由於單細胞藻類中含有豐富的營養物質,又有繁殖快,產量高的特點,大面積培養單細胞藻類作為人類食用或家畜的精飼料,也早已引起人們的重視,而且有的(如小球藻、柵藻)已在國內外推廣利用。
藻類對於醫學和農業也有很密切的關系。有的直接作為葯用,例如褐藻中的海帶、裙帶菜、羊棲菜(Sargassum fusiforme)等,都有防治甲狀腺腫大的功效。紅藻中的鷓鴣菜(Caloglos-sa leprieurii)和海人草(Digenea simplex)可作為驅除蛔蟲的特效葯。從褐藻中提取的藻膠酸、甘露醇和紅藻中提取的瓊膠也在醫學中廣泛應用,例如藻膠酸鹽可作為製造牙模和止血葯物的原料;甘露醇有消除腦水腫和利尿的效能,瓊膠除作為輕瀉葯治療便秘症外,還可用來作為製造葯膏的葯基,包葯粉的葯衣和細菌培養基的凝固劑。土壤藻類不但可以積累有機物質,刺激土壤微生物的活動,增加土壤中的含氧量,防止無機鹽的流失,減少土壤的侵蝕,其中有些藍藻還能固定空氣中游離的氮素,在提高土壤肥力中起重要作用。此外,藻類是魚類食物鏈的基礎,魚類的天然餌料,一般都直接或間接的來自浮游藻類,所以在淡水魚類養殖中,多通過施肥,繁殖藻類,為魚類提供餌料。但是,當浮游藻類大量繁殖發生水花的時候,由於水中缺氧或產生有毒物質,也往往引起魚類大量死亡。
以藻類為原料所製成的產品,特別是藻膠酸鹽,已廣泛應用於工業生產中。例如瓊膠在食品工業中可作為凝固劑和糖一起製成軟糖,和澱粉一起製成包糖用的糯米紙,制麵包時加入瓊膠可以使麵包保持長期的松軟,加入果子露中,可製成冷凍果汁;制魚、肉罐頭時加入瓊膠,可以保持魚、肉的原形,不致在運輸中散開;在日本和歐美各國,還用瓊膠作為釀造酒、醋、醬油的澄清劑。在建築業中,藻膠酸除用以粉刷牆壁、水泥加固、塗敷木材、金屬品和工作母機外,還可以製成格子板和油氈的代用品。在紡織工業中,可以用以修飾布料,漿絲等,如我國廣東產的香雲紗就是用海蘿膠作漿料製成的。硅藻上在工業中的用途也很廣,例如加入硝酸甘油後,可以防止爆炸,可作為製造耐火磚、濾器、牙粉的原料。
隨著藻類認識的日益深入,利用的范圍也不斷擴大,從現在初步的研究成果來看,可以預料,藻類在解決人類目前普遍存在的糧食缺乏,能源危機和環境污染等問題中,將發揮重要作用。
7. 與其他生物原料比較,利用微藻生產生物液體燃料有哪些優勢
微藻具有成為制備生物柴油新型原料的優勢。
原因:
1 、已有油料植物作為生物柴油原料的成本劣勢。綠色植物中草本油料作物的含油量較高, 收獲的種子存儲和加工較簡便, 但我國現在還要從國外進口大量食用油, 不能依靠大豆、油菜等來大量生產生物柴油。其他非食用油料作物也可以作為生物柴油的生產原料, 但也會與糧油棉等作物爭地、爭水、爭肥。木本油料植物可利用荒山野嶺來種植, 不與農作物爭地, 還可以綠化環境、改良生態, 在我國已有企業實施的成功範例。但這些樹木的含油果實一般一年只收獲一次, 而且存儲的成本較高, 以此為原料進行生物柴油生產會受到季節限制。
2 、用藻類作為生物柴油原料與其他原料的比較 。藻類是最原始的生物之一, 通常呈單細胞、絲狀體或片狀體, 結構簡單, 整個生物體都能進行光合作用, 所以光合作用效率高, 生長周期短,速度快。藻類按大小常常為大藻( 如海帶、紫菜、裙帶菜等) 和微藻( 為單細胞或絲狀體, 直徑於1 mm) 。微藻可利用微生物發酵技術, 在光反應器中高密度、高速率培養。在同樣條件下, 微藻細胞生長加倍時間通常在24 h內, 對數生長期內細胞物質加倍時間縮短至3.5 h。作為低等植物的微藻大多分布在江海湖泊中, 不與農作物爭地, 可以整年生長。其中原核的藍藻( 也稱藍細菌)營自養生活, 無需另外添加C N 源。從海洋和湖泊中分離到真核的硅藻、綠藻和褐藻等藻種, 馴化, 其中一些藻類的光合生產率已經達到50 g 其油脂組成與一般油料植物相似, 以C16 、C18 系脂肪酸為主。高等植物種子的脂肪酸含量僅為乾重的15%~20%左右, 而藻類的脂肪酸含量在氮元素缺乏時可達細胞乾重的80%。我國18 000 km 海岸線上有著大片灘塗和濕地, 非常適合微藻的大規模養殖和循環利用。由於微藻易養易收, 群體眾多, 所含脂肪酸等生物質能巨大, 因此微藻是新型生物柴油原料油源之一, 也是未來生物柴油發展的趨勢之一。
8. 生物能源的類型特點
概念:燃料乙醇一般是指提及濃度達到99.5%以上的無水乙醇。
特點:可作為新興能源,減少石油消耗,保障國家能源安全;辛烷值高,抗爆性能好,可作為汽油添加劑,提高辛烷值,減少礦物燃料對大氣污染;是可再生能源,利用農作物發酵生產乙醇,燃燒排放二氧化碳與作物在生長過程中消耗二氧化碳基本持平,可減少礦物燃料燃燒產生的二氧化碳。 概念:生物柴油是清潔的可再生能源,它是一大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程薇藻等油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料製成的液體燃料,是優質的石化柴油代替品。
特點:優良的環保性、較好的低溫發動機啟動性能、較好的安全性能、較好的安全性能、具有可再生性能、無需改動柴油發動機 概念:生物丁醇是以生物為原料,通過與乙醇相似的發酵工藝制備而成的可再生能源。
特點:碳排放量較低、蒸汽壓力較低、與汽油混合與水的寬容度較大,與汽油混合比較高 概念:薇澡即指是生長在海中的藻類,是植物界的隱花植物,通過有效的利用太陽能,進行光合作用固定二氧化碳,將無機物轉化為氫、高不飽和烷烴、油脂等能源物資。
特點:薇澡生物是可再生、速生生物、對大氣二氧化碳沒有凈增加、人工培養資源佔用小。 概念:生物質發電是指利用生物質所具有的生物質能進行的發電,是可再生能源發電的一種,包括農林廢棄物直接燃燒發電、農林廢棄物氣化發電、垃圾焚燒發電、垃圾填埋發電、沼氣發電等。