Купить (120 RUB)
|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Оценка способности микроводорослей к поглощению углекислого газа в различных условиях на примере Chlorella kessleri и других видов
https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.10.141-153
Аннотация
Микроводоросли давно привлекают внимание исследователей своей способностью улавливать углерод из атмосферы и преобразовывать его в органические соединения. Понимание того, как виды микроводорослей реагируют на различные условия, важно для разработки эффективных биотехнологических систем улавливания углекислого газа, которые могут стать экологически устойчивым решением в условиях глобального изменения климата. В исследовании определено влияние температуры, состава питательной среды и аэрации на процесс поглощения углекислого газа микроводорослями Chlorella kessleri, а также проведено сравнение скорости поглощения углекислого газа с Chlamydomonas sp., Chloromonas typhlos. Оптимальными условиями для поглощения углекислого газа микроводорослями Chlorella kessleri являются: температура –30 °С, освещенность – 3000 лк, наличие аэрации, наличие соединений азота в питательной среде. При таких внешних условиях достигается максимальная скорость поглощения углекислого газа (0,187 г · л-1 · день-1) данным видом микроводорослей. Отсутствие аэрации и дефицит азота негативно сказываются на процессе поглощения CO2 и снижают скорость его поглощения вплоть до 0,042 г · л-1 · день-1.
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 24-17-20004).
Об авторах
П. С. Шинкевич
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
Россия
Россия
Шинкевич Полина Сергеевна, инженер в НИЛ «Промышленная экология»
195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29
К. А. Вельможина
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
Россия
Россия
Вельможина Ксения Алексеевна, инженер в НИЛ «Промышленная экология»
195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29
Н. А. Политаева
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
Россия
Россия
Политаева Наталья Анатольевна, профессор Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства
195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29
Список литературы
1. . Climate Change 2021: The Physical Science Basis - IPCC https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/
2. . Han F., Zhang S., Yang W. & Zhang J. (2020). Utilization of microalgae for carbon dioxide capture and biomass production: A review // Journal of Environmental Management, 263, 110388. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110388
3. . Mata T. M., Martins A. A. & Caetano N. S. (2010). Microalgae for biodiesel production and other applications: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(1), 217-232. https://doi.org/10.1016/j.rser.2009.07.020
4. . Xia L., Rong J., Yang H. & He Q. (2021). Optimized photobioreactor conditions for CO2 absorption and biomass production in Chlorella kessleri // Algal Research, 54, 102234. https://doi.org/10.1016/j.algal.2021.102234
5. . De Morais M. G., Costa, J. A. V. Isolation and Selection of Microalgae from Coal Fired Thermoelectric Power Plant for Biofixation of Carbon Dioxide // Energy Convers. Manag. – 2007, 48, 2169-2173.
6. . Zieliński M., Dębowski M., Kazimierowicz J., Świca I. Microalgal Carbon Dioxide (CO2) Capture and Utilization from the European Union Perspective // Energies, 2023, 16, 1446. https://doi.org/10.3390/en16031446
7. . Livansky K., Doucha J. Utilization of Carbon Dioxide by Chlorella Kessleri in Outdoor Open Thin-Layer Culture Units // Algological Studies. – 2005. – No. 116 (1). – P. 201-212. DOI: 10.1127/18641318/2005/0116-0201.
8. . S. Kasiri, A. Ulrich, V. Prasad Optimization of CO2 fixation by Chlorella kessleri cultivated in a closed raceway photo-bioreactor // Bioresour. Technol., 194 (2015), pp. 144-155, 10.1016/j.biortech.2015.07.017
9. . Politaeva N., Ilin I., Velmozhina K., Shinkevich P. Carbon Dioxide Utilization Using Chlorella Microalgae // Environments. – 2023, 10, 109. https://doi.org/10.3390/environments10070109
10. . Ugwu C. U., Aoyagi H. & Uchiyama H. (2008). Photobioreactors for mass cultivation of algae // Bioresource Technology, 99(10), 4021-4028. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.046
11. . Singh A. & Thakur I. S. (2015). CO2 sequestration in microalgae: A step towards sustainability and energy efficiency // Biofuels, 6(3), 141-151. https://doi.org/10.1080/17597269.2015.1020984
12. . Chisti Y. (2007). Biodiesel from microalgae // Biotechnology Advances, 25(3), 294-306. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2007.02.001
13. . Rodolfi L., Zittelli G. C., Bassi N., Padovani G., Biondi N., Bonini G. & Tredici M. R. (2009). Microalgae for oil: Strain selection, induction of lipid synthesis and outdoor mass cultivation in a low-cost photobioreactor // Biotechnology and Bioengineering, 102(1), 100-112. https://doi.org/10.1002/bit.22033
14. . Benemann J. R. (2013). Microalgae for biofuels and animal feeds // Biotechnology and Bioengineering, 110(9), 2311-2315. https://doi.org/10.1002/bit.24984
15. . Ördög V., Stirk W. A., Bálint P., Aremu A. O., Okem A., Lovász C., Molnár Z., van Staden J. Effect of temperature and nitrogen concentration on lipid productivity and fatty acid composition in three Chlorella strains // Algal Res. – 2016, 16, 141-149.
16. . Xu N. J., Zhang X. C. Effect of temperature, light intensity and pH on the growth and fatty acid compositions of Ellipsoidion sp. // J. Ocean Univ. Qingdao, 2001, 31, 541-547.
17. . Pueyo J., Alfonso M., Andre C., Picorel R. Increased tolerance to thermal inactivation of oxygen evolution in spinach Photosystem II membranes by substitution of the extrinsic 33-kDa protein by its homologue from a thermophilic cyanobacterium // Biochim. Biophys. Acta 2002, 1554, 29-35.
18. . Al Jabri H., Taleb A., Touchard R., Saadaoui I., Goetz V., Pruvost J. Cultivating Microalgae in Desert Conditions: Evaluation of the Effect of Light-Temperature Summer Conditions on the Growth and Metabolism of Nannochloropsis QU130 // Appl. Sci. 2021, 11, 3799.
19. . Vuppaladadiyam A. K., Yao J. G., Florin N., George A., Wang X., Labeeuw L., Jiang Y., Davis R. W., Abbas A., Ralph P. et al. Impact of Flue Gas Compounds on Microalgae and Mechanisms for Carbon Assimilation and Utilization // ChemSusChem. – 2018, 11, 334-355.
20. . Aci G., Matito-martos I., Sepúlveda C., Cintia G., Perez-carbajo J., Ania C. Potential of CO2 capture from flue gases by physicochemical and biological methods: A comparative study // Chem. Eng. J. – 2021, 417, 1-10.
21. . Yun Y., Lee S. B., Park J. M., Lee C., Yang J. Carbon Dioxide Fixation by Algal Cultivation Using Wastewater Nutrients // J. Chem. Technol. Biotechnol. – 1997, 69, 451-455.
22. . Singh S. P., Singh P. Effect of CO2 concentration on algal growth: A review // Renew. Sustain. Energy Rev. – 2014, 38, 172-179.
23. . Zhou W., Wang J., Chen P., Ji C., Kang Q., Lu B., Li K., Liu J., Ruan R. Bio-mitigation of carbon dioxide using microalgal systems: Advances and perspectives. Renew. Sustain // Energy Rev. 2017, 76, 1163-1175.
24. . Cheah Y. W., Show Loke P., Chang J., Ling C. T., Juan C. J. Biosequestration of atmospheric CO2 and flue gas-containing CO2 by microalgae // Bioresour. Technol. – 2015, 184, 190-201.
25. . Liang F., Lindberg P., Lindblad P. Sustainable Energy & Fuels enhanced growth and productivity // Sustain. Energy Fuels. – 2018, 2, 2583-2600.
26. . Aro E., Virgin I., Andersson B. Photoinhibition of Photosystem II. Inactivation, protein damage and turnover // Biochim. Biophys. Acta. – 1993, 1143, 113-134.
27. . Pniewski F., Piasecka I. Photoacclimation to constant and changing light conditions in a benthic diatom // Fron. Mar. Sci. – 2020, 7, 1-12.
28. . De Oliveira C. Y. B., Viegas, T. L., Fernanda M., Fracalossi D. M., Lopes R. G., Derner R. B. Effect of trace metals on growth performance and accumulation of lipids, proteins, and carbohydrates on the green microalga Scenedesmus obliquus // Aquac. Int. – 2020, 28, 1435-1444.
29. . Болдина, О. Н. Цитологическое исследование Chloromonas typhlos (Chlamydomonadaceae, Chlorophyta) с Северо-Запада России / О. Н. Болдина // Новости систематики низших растений. – 2017. – Т. 51. – С. 5-11. – DOI 10.31111/nsnr/2017.51.5.
30. . Культивирование и использование микроводорослей Chlorella и высших водных растений ряска Lemna [Текст]: монография / Политаева Н. А., Смятская Ю. А., Кузнецова Т. А. [и др.]; Министерство образования и науки Российской Федерации, СанктПетербургский политехнический университет Петра Великого. – Саратов: Наука, 2017. – 124 с.
Рецензия
Для цитирования:
Шинкевич П.С., Вельможина К.А., Политаева Н.А. Оценка способности микроводорослей к поглощению углекислого газа в различных условиях на примере Chlorella kessleri и других видов. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2024;(10):141-153. https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.10.141-153
For citation:
Shinkevich P.S., Velmozhina K.A., Politaeva N.A. Assessment of the ability of microalgae to absorb carbon dioxide in various conditions using Сhlorella kessleri and other species. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2024;(10):141-153. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.10.141-153
Просмотров:
70
Послать статью по эл. почте 