Det gröna guldet rengör avloppsvatten och producerar biodiesel

Lorenza Ferro visar på potentialen hos nordiska mikroalger för samtidig produktion av biomassa och kommunal avloppsrening i vårt nordliga klimat. Hon har också studerat hur mikroalger och bakterier samarbetar och hur sammansättningen av mikrobiella samhällen i öppna algkulturer påverkas av detta Hon försvarar sin avhandling fredag den 15 mars vid Umeå universitet.

Gröna mikroalger är fotosyntetiska vattenorganismer som med hjälp av solljus och några andra näringsämnen omvandlarCO2 till energi och biomassa. Algbiomassa anses vara ett bra utgångsmaterial för produktion av olika biobränslen eftersom dessa mikroorganismer naturligt kan bilda och lagra stora mängder lipider som kan omvandlas till biodiesel. Dessutom kan kväve och fosfor som finns i kommunalt avloppsvatten återvinnas för att göda mikroalger, vilket innebär att biomassaproduktion och avloppsrening kan ske i samma process.

Användandet av mikroalger är dock starkt begränsat i nordliga länder, där de långa vintrarna kännetecknas med kort dagslängd och låga temperaturer begränsar tillväxten. I sin avhandling har Lorenza Ferro visat att användningen av inhemska nordiska algstammar, naturligt anpassade till de tuffa miljöförhållandena som råder här, utgör en lösning för framgångsrik mikroalgodling även vid våra breddgrader.

Ett flertal svenska mikroalg-stammar som klarade att växa i kommunalt avloppsvatten isolerades och klassificerades genetiskt. Åtta stammar karaktäriserades i laboratorieskala som mycket effektiva att avlägsna överskottsnäring från avloppsvatten; fyra visade på snabb tillväxt, hög biomassaproduktion och lipidinnehåll; tre av dem visade även bra anpassning till låga temperaturer eller begränsande ljusförhållanden.

I sitt projekt undersökte Lorenza Ferro också huruvida algerna och bakterierna kan dra fördel av varandra i avloppsvattenbehandling, det vill säga om en nordisk mikroalg-stam interagerar med de bakterier som finns i kulturen.

– Vi hittade positiva effekter på biomassaproduktion och avlägsnande av näringsämnen under vissa specifika odlingsförhållanden.

I en studie utförd i pilotskala använde hon en DNA-baserad metodik, kallad metabarkodning, för att undersöka säsongsförändringar i en algdamm i Dåva (10 km från Umeå), som inokulerades 2015 med en mikroalgisk kontrollstam (det vill säga inte från vår Nordiska samling) som fick växa från maj till början av november. Resultaten visade att den ursprungliga mikroalgen blev utkonkurrerad av andra alger och zooplanktonarter, vilket ledde till en minskning av biomassproduktionen och minskad kväve- och fosforavlägsnande, särskilt under senare delen av växtsäsongen.

– Återigen visade mitt arbete att lokala nordiska mikroalger är mycket bättre än standard stammar. Våra lokala nordiska stammar testas just nu under "verkliga förhållanden", i syfte att förlänga växtperioden till sen höst eller tom. vinter.

Läs avhandlingen digitalt

Lorenza Ferro växte upp i norra Italien. Hon har en masterexamen i industriell, miljö och molekylärbioteknik från University of Milan. År 2014 flyttade hon till Umeå och startade en doktorandutbildning i biokemi vid Umeå universitet under ledning av professor Christiane Funk.

Om disputationen:

Fredagen den 15 mars försvarar Lorenza Ferro, Kemiska institutionen vid Umeå universitet, sin avhandling med titeln: Avloppsrening och biomassproduktion av nordiska mikroalger. Tillväxt i subarktiskt klimat och mikrobiella interaktioner. Engelsk titel: Wastewater treatment and biomass generation by Nordic microalgae. Growth in subarctic climate and microbial interactions.

Disputationen äger rum i Carl Kempe salen, KBC, klockan 10-14.

Fakultetsopponent är Professor Luisa Gouveia, National Laboratory of Energy and Geology, Lissabon, Portugal.

För mer information, kontakta gärna:

Lorenza ferro, Kemiska institutionen vid Umeå universitet
Telefon. 070-509 07 71
E-post: lorenza.ferro@umu.se

Pressbild. Foto: Riccardo Riva