Proiecte Climate Detectives 2023-2024


Titlul proiectului: Idei verzi - utilizarea fotobioreactoarelor pentru reducerea poluării

  Câștigător selectat la nivel național

Ovidius Highschool   Constanța   România

Întrebare de cercetare

Cum putem reduce emisiile de CO2 prin utilizarea capacităților de fotosisteză ale fitoplanctonului.

Rezumat al proiectului

Scopul proiectului nostru este de a crea un fotobioreactor experimental care să fie utilizat pentru a cultiva microalge (în principal fitoplancton), pentru a fixa CO2 și oxizi de N din gazele rezultate din arderea combustibililor fosili, dar și pentru a trata apele reziduale. Astfel, se reduc emisiile de gaze cu efect de seră care ajung în atmosferă și se stimulează fotosinteza, care stă la baza producerii de biomasă algală, care poate fi utilizată ulterior pentru a extrage substanțe utile în farmacologie, pentru producerea de biodiesel și bioetanol sau poate fi folosită ca îngrășământ. Punem în legătură datele de laborator cu datele furnizate de EO/ sateliți pentru a vedea concentrația de clorofilă la țărmul românesc al Mării Negre.

Principalele rezultate și concluzii

Cum putem reduce emisiile de CO2 prin utilizarea capacităților de fotosisteză ale fitoplanctonului.

Pentru cele 2 probe analizate am observat o scădere a volumului probelor, prin evaporare, de aproximativ 50% într-o perioadă de 45 de zile, cu o creștere semnificativă a densității celulare în timpul experimentului; coloniile de celule au fost observate ca având dimensiuni din ce în ce mai mari, pe parcursul celor 16 săptămâni de observații, și un număr mai mare de celule decât inițial
Pe parcursul celor 5 săptămâni de analiză a probelor, s-a observat o creștere a concentrației de clorofilă cu aproximativ 20% în probele expuse la lumină și cu adaos de îngrășământ (lotul 1) comparativ cu probele martor - de la 0, 2 la 0,35 μg clorofilă/L. Doar creșteri de 5% au fost observate în probele expuse la lumină
Principalele componente ale unui fotobioreactor sunt:
1. Sursă de lumină pentru a furniza energie pentru fotosinteză și creșterea algelor (naturală sau artificială).
2. Recipient de cultură (sticlă, plastic sau metal și poate lua forma de tuburi, rezervoare sau pungi).
3. Sistem de amestecare și aerare pentru a preveni stratificarea și murdărirea și pentru a furniza oxigen pentru creșterea algelor.
4. Sistemul de furnizare a nutrienților.
5. Sistemul de recoltare (centrifuga sau sistemul de filtrare).
6. Sistem de monitorizare și control: Senzori și controlere pentru monitorizarea și reglarea temperaturii, luminii, pH-ului etc. pentru creșterea algelor.
Utilizările și beneficiile fotobioreactoarelor sunt>
- Producția de biocombustibili: biodiesel, etanol și hidrogen.
- Tratarea apelor reziduale: îndepărtarea contaminanților din apele reziduale, inclusiv azotul și fosforul.
- Purificarea aerului: eliminarea CO2 și a altor oxizi poluanți.
- Alimente și hrană pentru animale: producția de biomasă utilizată pentru nutriția umană și animală (biomasa de alge este produsă de 30 de ori mai rapid decât biomasa agricolă).
- Produse farmaceutice: Algele sunt capabile să producă numeroase substanțe cu potențiale aplicații medicale.

Ce urmează? Acțiuni pentru a face diferența și a contribui la diminuarea problemei

Prin amplasarea cilindrilor conectați ai unui fotobioreactor pe peretele exterior al clădirilor, se poate obține biomasă de alge, se captează gaze cu efect de seră și se poate obține un aspect estetic care poate îmbunătăți imaginea mediului urban construit. Prin valorificarea capacităților fotosintetice naturale ale algelor, aceste fotobioreactoare oferă o metodă durabilă de captare a emisiilor de dioxid de carbon, reducând astfel impactul gazelor cu efect de seră asupra atmosferei. În plus, cultivarea algelor pentru producția de biomasă este o sursă de energie regenerabilă promițătoare, putând reduce dependența de combustibilii fosili. Această fuziune între funcționalitate și frumusețe nu numai că sporește atractivitatea vizuală a mediilor urbane, dar servește și ca un memento tangibil al responsabilității noastre colective de a inova pentru un viitor mai verde și mai durabil.

Implementarea tehnologiilor de captare și stocare a carbonului (CSC) este esențială. CSC presupune captarea emisiilor de CO2 din procesele industriale și din centralele electrice, transportarea acestora la locurile de stocare și stocarea lor în siguranță în subteran sau utilizarea lor pentru recuperarea îmbunătățită a petrolului. Acest lucru împiedică CO2 să intre în atmosferă și să contribuie la încălzirea globală.

Proiectele sunt create de către echipe și acestea își asumă întreaga responsabilitate pentru datele partajate.
← Toate proiectele