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美国科学家提议将垃圾填埋气转化为鲑鱼饲料,助力应对气候变化

图片来源:independentpersian.com
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据称,可以用垃圾填埋场的甲烷作为微生物的“食物”。

美国科学家提议用微生物蛋白替代鲑鱼养殖场以及其他渔业和畜牧业养殖中用于饲喂的鱼粉。 

这一想法并不新鲜,但此前专门培养微生物用于食品的成本一直较高,比干燥和制粒渔业废料还要贵。新的计算显示,在当今条件下,如果用垃圾填埋场的甲烷作为微生物的“食物”,微生物蛋白的生产是可以获利的。 

大城市周围都环绕着垃圾填埋场。众所周知,有机物在无氧的垃圾堆层中分解时,会释放出所谓的垃圾填埋气。其形成主要依靠产甲烷菌,这类微生物可以在无氧环境中生存,因此垃圾填埋气的60%至75%是甲烷。 

必须将甲烷导出,以避免填埋场起火或爆炸。一些国家用这种气体发电,但更常见的做法是直接排放或在火炬中燃烧。 

甲烷是一种危险的温室气体,其温室效应是二氧化碳的25倍。目前,甲烷导致的大气升温占总升温的10%。一座大型垃圾填埋场每天可产生多达30吨甲烷,这相当于油气开采中伴生气的排放量,且远高于污水处理设施的排放量。 

但自然界中存在以甲烷为食的微生物。甲烷营养菌是可以在生物反应器中培养的微生物,能够生产富含蛋白质的营养生物质,适合用作农业中动物的饲料补充。酵母生物质仅含45%的蛋白质,而甲烷营养菌的生物质蛋白含量可达80%。 

图片来源:twitter.com
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科学家们查明了,与常用的鱼粉相比,目前在美国用甲烷生产“单细胞蛋白”有多划算。这种鱼粉通常由低价值鱼种和渔业废料制成,但随着畜牧业需求增长,饲料需求也随之增加。 

小型渔获物开始被专门捕捞,这不仅导致一些水域的鱼类总量减少,还使生物多样性下降。自2000年以来,鱼粉价格大幅上涨。 

生产甲烷营养菌蛋白需要甲烷、氧气、氮和磷,以及用于生物反应器运行和冷却的电力。生产方式如下:甲烷和空气在加压下送入反应器,而生长培养基中加入氨、磷酸盐和水。 

循环结束后,生物质通过离心机分离,沉淀物被干燥。每消耗1.5吨甲烷,会产生2吨二氧化碳,这被认为更加环保。 

科学家还考虑了相关附加成本(员工工资、运输以及原料除杂),结果显示,微生物蛋白的最终价格甚至低于过去10年鱼粉的平均价格:每吨1546美元,而鱼粉为1600美元。 

约一半成本来自电费,而各州电价有所不同。例如,如果将工厂设在电价最低的得克萨斯州和密西西比州,每吨产品的价格还可再降低20%。 

值得一提的是,“单细胞蛋白”的概念已有100多年历史。19世纪末,人们提议在动物饲料中添加啤酒酵母;战争期间,德国曾用它来弥补食物短缺。 

20世纪末,农业和畜牧业的进步带来产量大幅提升,微生物蛋白的受欢迎程度随之下降;但为养活快速增长的世界人口,人们不得不再次想起它,这次是在“可持续发展”的背景下。 

将甲烷转化为饲料蛋白的想法也并不新鲜,美国和欧洲都有公司利用天然气生产“甲烷蛋白”。但科学家计算发现,将腐烂的垃圾而非天然资源转化为食物,最为有利可图。