光合細菌的工業革命 用藍綠細菌來對付工廠排放的二氧化碳！ 撰文╱胡斯托（Patrick Di Justo） 翻譯／陳儀蓁 如果把污染的水、化石燃料的廢氣、陽光、嗜熱的綠色黏液統統放進一個 金屬箱裡，會得到什麼東西呢？如果這個箱子屬於貝里斯（David Bayless）的話，就可以變出純淨的氧氣、乾淨的水，以及一種可將溫室氣 體自大氣中移除的方法。 貝里斯是美國俄亥俄大學俄亥俄煤炭研究中心的主任。他認為，要清除燃 煤發電廠排放出來的二氧化碳，最簡便的方法就是使用大自然的方法，即 光合作用。可是工廠大量排放出來的二氧化碳，也需要相對應的光合作用 量。因此，貝里斯在美國能源部的經費補助下，研發出一種裡面放置藍綠 細菌（俗稱藍綠藻），還可調整容量大小的光合作用反應箱。 在貝里斯的生物反應箱裡，藍綠細菌生長在寬60公分，長120公分、類似紗 窗的紡織纖維薄膜上。毛細作用會將水吸給藍綠細菌，而輸送管則會導入 高溫廢氣。貝里斯解釋道，把藍綠細菌塗抹在薄膜上，「你就可以製造大 面積的生長介面，而不需要太多水。」這種細菌會利用既有的二氧化碳和 水，來繁殖新的細菌，並在過程中釋放出氧氣和水蒸氣。另外，藍綠細菌 也會吸收形成酸雨的物質：氧化氮、二氧化硫。 由於排氣管的廢氣和水份，進入生物反應箱時的溫度是暖烘烘的55℃，所 以貝里斯需要的是一種耐熱的細菌。他說：「在這個計畫中，我們非常反 對使用基因改造的手法，因為我們繁殖的細菌量非常大。」為了找出合適 的細菌，他與蒙大拿州立大學的微生物學家庫克西（Keith Cooksey）聯絡， 因為庫克西以前研究過黃石國家公園礦質溫泉中的細菌。庫克西說：「我 們拿了一些貝里斯的纖維薄膜，放在黃石國家公園附近的溫泉裡。我們知 道，不管附著在薄膜上的是什麼細菌，都值得用來放手一搏。」最後篩選 出來的是一種新近發現的嗜鐵藍綠細菌，庫克西目前暫時命名為 Chroogloeocystis siderophila。 又為了在生物反應箱內投射少量陽光，貝里斯還求助於橡樹嶺國家實驗室 的科學家。他們研發出一種系統，利用拋物面鏡採光，然後透過光纖纜線 傳輸。這種系統一般用來提供辦公室和工廠照明，但在經過改裝之後，則 可用在「光板」上，也就是可以直接將陽光投射在細菌薄膜上的丙烯酸厚 塑膠板。橡樹嶺實驗室的厄爾（Duncan Earl）說：「由於這些細菌只用 了10％光照的能量，所以我們只需將一平方公尺的日照，分散到10平方公 尺的光板上即可。」 比較麻煩的問題是，該如何處理生物反應箱製造出來的大量細菌； C. siderophila 如果釋放到黃石國家公園以外的地方，很可能會在該處成為 入侵生物。貝里斯坦承：「那絕對是一項不利因素。」目前的方案是自動 沖下多的細菌，收集起來，或許能當做燃料。 利用細菌的光合作用來對抗污染的想法，已經不算新鮮了。位在麻州劍橋 的綠色燃料科技公司，也在麻省理工學院一座2100萬瓦氣油發電廠的屋頂 上，測試30台生物反應箱。他們也是使用自然光，但是方法有點不太一樣： 不同於貝里斯將太陽光傳輸照射到細菌上的做法，綠色燃料科技是讓細菌 輪流照射太陽光，這樣的過程稱為「光調節」，綠色燃料科技的共同創辦 人貝爾金（Isaac Berzin）如此解釋。不過貝里斯比較喜歡他自己的光纖 傳輸系統，因為所需的光照面積較小，只用到1/10而已。 目前貝里斯初步研發的機具模型，每分鐘可以處理140立方公尺的廢氣，相 當於50部車輛，或是一座300萬瓦發電廠排放出來的廢氣量。如果在田納西 河谷管理局的發電廠測試成功，貝里斯希望能將完整大小的生物反應箱上 場運作，實際使用125萬平方公尺的細菌薄膜，來處理1000萬瓦發電廠所排 放出來的廢氣，運作的時間則訂在2010年之前。 【本文出自科學人2005年10月號】 -- 曾經滄海難為水 除卻巫山不是雲 取次花叢懶回顧 半緣修道半緣君 --

※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 139.223.28.55