(转)藻类基础知识——第三章:藻类的历史与政治
发布人:wseen 时间:2022-3-28 9:25:17
第三章:藻类的历史与政治
几乎每一个生活在海洋、河口或湖泊附近的人类社会都使用藻类作为食物、动物饲料、农田肥料以及治疗伤口、擦伤和胃病的药物。干藻类提供了第一个便携式方便食品,可能作为wampum贸易,连同白色贝壳珠。考古证据显示,地中海附近的早期尼安德特人吃藻类和贝类。
一个多世纪以来,藻类非凡的生产力被认为是解决全球饥饿的潜在方法。将藻类作为全球食物解决方案的热情已经高涨了好几次,但每次都以不光彩的方式爆发。19世纪90年代,专家们对托马斯•马尔萨斯(Thomas Malthus)关于人口增长将超过食物增长的预测表示担忧,建议使用包括酵母、真菌和藻类在内的非传统食物来源。
第一次世界大战后出现了类似的倡议,科学家们继续寻找可持续的食物来源。第二次世界大战后,世界上超过一半的人口处于贫困和饥饿之中,专家们建议将非传统农业作为摆脱马尔萨斯陷阱的方法。藻类成为最有效的解毒剂,许多试验项目试图生产藻类。
1948年,研究人员宣布,他们能够在实验室条件可控的情况下,用廉价的材料种植有营养的藻类。当小球藻生长在阳光充足、温暖、由简单二氧化碳喂养的浅池塘时,干燥后将20%的可用太阳能转化为含有50%以上蛋白质的植物生物量。与大多数植物不同的是,小球藻的蛋白质含有10种当时被认为是必需的氨基酸,并且富含卡路里、脂肪和维生素。
媒体对藻类的潜力热情高涨,《高力》杂志描绘了一个未来的农场,在自动化农场里,用脂肪制成的玻璃管可以生产数千吨蛋白质。专家们不甘示弱,创造了一些看似合理的设想,认为藻类可以以近乎零成本的方式解决世界粮食供应问题。
不幸的是,研究人员被墨菲定律绊倒了,所有可能出错的事情都发生了。小球藻不但没有茁壮成长,反而变得非常喜怒无常,只要温度、密度、光照、pH值和营养成分发生微小变化,它就会停止生长。这种植物是如此脆弱,以至于用离心机收割会破坏生物量,也破坏了去湿所需的热量。小球藻坚硬的细胞壁使其难以消化,这增加了热量或额外的机械加工的成本和能量。
当大多数研究人员放弃了用藻类解决世界饥饿问题的努力时,美国宇航局在20世纪50年代就开始研究利用藻类作为长时间太空飞行期间宇航员的食物。在所谓的“藻类竞赛”中,苏联和美国的项目竞相开发一个自给自足的航天生命支持系统,该系统将利用藻类将宇航员的排泄物转化为清洁的空气、水,或许还有食物。科学家们无法解决污染和重量问题,该项目被取消了。
作为这项努力的一部分,至少有一篇研究论文发表在1961年的《营养杂志》(Journal of Nutrition)上,题目是“藻类在人类中喂养”。总结了藻类作为人类食物的研究现状。美国陆军研究小组对来自日本的小球藻进行了检测,这些小球藻在池塘中生长,经过收获、离心、洗涤、加热和真空干燥后成为绿色粉末。他们的分析表明,其成分为:蛋白质59%,脂肪(油)19%,碳水化合物13%,水分3%,灰分6%。
作者发现,五名受试者可以耐受每天最多100克的藻类食物补充剂。使用的绿藻小球藻给补充的食物带来了一种强烈的菠菜风味。最受欢迎的准备是饼干、巧克力蛋糕、姜饼和冷牛奶。大量的补品会引起胃病,但停用后症状消失了。研究小组得出的结论是,干藻类可以作为一种食物补充剂,但在它成为主要食物来源之前,还需要进一步处理。这些发现使藻类在保健食品市场中只占一小部分。美国关于藻类作为一种食物来源的研究几乎消失了。
对人类来说幸运的是,20世纪50年代开始的绿色革命和藻类食物的再次繁荣是由于三个几乎相同的因素:
灌溉用强力泵的发明
合成肥料生产新技术
高产种子分子遗传学研究进展
更强的水泵和更大的管道使农民们能够大量抽取地下水用于灌溉。农民们还在地里堆了更多的肥料、杀虫剂和除草剂。绿色革命已经开始,粮食产量在廉价化石燃料和淡水侵蚀的基础上翻了一番。
由于粮食生产的进步,非农业的粮食来源是不必要的。消费者受到科幻小说、记者和电影的影响,开始不信任非传统的食物来源。
科幻小说的作者们都推广了合成食品的概念,并预测了消费者的不良反应和意外后果,如致命的西红柿和法兰克福食品。H.G.威尔斯的《时间机器》(The Time Machine),1895年,《世界大战》(War of The Worlds),1898年,《诸神的食物》(The Food of The Gods),1905年,《赫胥黎的勇敢新世界》(Aldus Huxley)的《1932年》(The Brave New World),以及沃德·摩尔(Ward Moore)的《比你想象的更绿》(Greener That You Think),1947年,都警告人们不要使用生物技术的灵丹。
哈里哈里森的腾出空间!腾出空间!1966年和1968年保罗埃利希的人口炸弹解释了不受限制的人口增长带来的可怕后果。哈里森的世界末日场景包括浮游生物、酵母和藻类作为饥饿群众的基本食物。小球藻有一种鱼腥味,所以市场营销人员决定生产一种改良型,他们将其命名为Soylent Green。这导致了1973年哈里森的书《大豆绿》的电影改编,该书提出藻类生物量培养不仅使用人类的废物,而且可以回收人类。即使是吃人,这项发明也不能养活所有人。水和肥料短缺、瘟疫、瘟疫和农药中毒毁坏了农作物,污染了水。温室效应加剧,增加了洪水、暴风骤雨和干旱。艺术的确模仿生活。
对Soylent Green的改造将使藻类产业倒退至少10年。当科幻小说作者激起公众对弗兰肯福德的恐惧之时,人们在水族馆、游泳池和休闲水道中亲身体验到了绿色黏液。媒体急于传达藻类造成致命毒素、致命赤潮和死亡区域的耸人听闻的危险,这些危险杀死了许多生物。
吉米·卡特总统启动了几个藻类项目,以推动美国实现能源独立,但重点是将电网生产从石油转向煤炭。卡特的藻类研究的最后一个残余,18年水生物种计划,被克林顿政府终止,因为他们做出了将政府研发从藻类生物燃料转向玉米乙醇的政治决定。这一政策的不幸结果是,大学及其教职员工在过去的十年里无法获得研究藻类的资助。
上世纪90年代,美国国会忽视了科学,将美国生物燃料的未来押注在玉米乙醇上,藻类研究受到了彻底的打击。玉米获得了补贴和激励措施,一系列的环保承诺表明乙醇将是可持续的、可再生的、清洁的,并取代石油进口。现有的研究表明,玉米乙醇与这些说法恰恰相反。每英亩的玉米生产会侵蚀6吨土壤,污染地下水,释放2.5吨二氧化碳加上氮氧化物、微粒和烟雾。2008年生产的90亿加仑乙醇抵消了不到3%的美国石油进口,而这是以数十亿美元的补贴和环境污染为代价的。2005年的《能源政策法》制定了一项可再生燃料标准,要求更多的可再生能源生产,但将藻类原料排除在可再生能源政策之外。
2008年,藻类作为生物燃料解决方案再次出现,当时出现了两个行业协会,随后又出现了一份行业贸易杂志《藻类行业杂志》。2007年,藻类生物量组织和国家藻类协会的首次行业会议吸引了少数科学家和一些生物燃料企业家。2009年在圣地亚哥举行的藻类生物量组织峰会吸引了800多人参加,并得到了国际新闻报道。
藻类的政治面临着一个具有挑战性的未来,因为藻类必须在经济上以及生态上与其他绿色能源解决方案竞争。其他可再生能源解决方案生产电力,但不生产汽油、柴油或喷气燃料。藻类是未来50年船舶、飞机、卡车和飞机所需的液体运输燃料,是实现能源独立的可行解决方案。