蓝藻发酵液

据物理学家组织网1月8日（北京时间）报道，最近，美国加州大学戴维斯分校的化学家通过基因工程对蓝藻进行了改造，使其能生产出丁二醇，这是一种用于制造燃料和塑料的前化学品，也是生产生物化工原料以替代化石燃料的第一步。相关论文发表在1月7日的美国《国家科学院学报》上。论文领导作者、加州大学戴维斯分校化学副教授渥美翔太（音译）说：“大部分化学原材料都是来自石油和天然气，我们需要其他资源。”美国能源部已经定下目标，到2025年要有1/4的工业化学品由生物过程产生。生物反应都会形成碳—碳键，以二氧化碳为原料，利用阳光供给能量来反应，这就是光合作用。蓝藻以这种方式在地球上已经生存了30多亿年。用蓝藻来生产化学品有很多好处，比如不与人类争夺粮食，克服了用玉米生产乙醇的缺点。但要用蓝藻作为化学原料也面临一个难题，就是产量太低不易转化。研究小组利用网上数据库发现了几种酶，恰好能执行他们正在寻找的化学反应。他们将能合成这些酶的DNA（脱氧核糖核酸）引入了蓝藻细胞，随后逐步地构建出了一条“三步骤”的反应路径，能使蓝藻将二氧化碳转化为2,3丁二醇，这是一种用于制造涂料、溶剂、塑料和燃料的化学品。渥美翔太说，由于这些酶在不同生物体内可能有不同的工作方式。在实验测试之前，无法预测化学路径的运行情况。经过3个星期的生长后，每升这种蓝藻的培养介质能产出2.4克2,3丁二醇——这是迄今将蓝藻用于化学生产所达到的最高产量，对商业开发而言也很有潜力。渥美翔太的实验室正在与日本化学制造商旭化成公司合作，希望能继续优化系统，进一步提高产量，并对其他产品进行实验，同时探索该技术的放大途径。

2007年5月的蓝藻事件之后，中国政府不得不承认，从上世纪80年代后期开始的数轮太湖治污行动，成效并不明显，甚至，太湖污染还在加重。随后，新一轮太湖治污展开。千亿元经费随后投出，这在中国的治污史上，未有先例。然而今夏太湖再发大面积蓝藻，成功仍远。　　公众不禁要问，七年已过，上千亿元投资为何仍然难换太湖水清？如今，引江济太（引长江水置换太湖水）工程已实施，沿湖污水处理厂遍布，数千家环湖污染企业已关停或搬迁，上百只船在随时打捞蓝藻。甚至，2014年4月前，为防蓝藻暴发，水利部门特意让太湖水位比常年高20厘米，相当于增加了15%至20%的太湖水量。　　事实上，自从2007年5月太湖暴发严重蓝藻并造成无锡城区停供自来水后的七年间，蓝藻已成太湖常客，每年4至6月间随着气温升高均“如约而至”。蓝藻从未离开，只不过，无锡有了长江水源，蓝藻不再会造成无锡市区停水，媒体也不会像2007年一样报道太湖蓝藻新闻，公众对蓝藻也开始见怪不怪。　　公众的另一个问题是，如果不实施引江济太和蓝藻打捞，太湖蓝藻是否可能仍像2007年一样严重？多位太湖治理专家看法是，蓝藻问题虽仍较严重，但不能因此就说治湖失败。七年治湖的最大成绩，是有效遏制了太湖污染恶化。　　专家指出，太湖目前污染状况尚谈不上好转，未来治污稍有松懈，先前成绩就可能毁于一旦。“七年以来，容易做的事都做了，剩下的都是难事了，未来治理难度将会更大。”　　地跨苏、浙、沪、皖三省一市、总面积36895平方公里的太湖流域，是中国经济社会最发达的地区之一。太湖不仅是3900万人的饮用水源地，也成为工业的牺牲品。　　土地面积仅占全国的0.4%的太湖流域，人口密度是全国平均水平的7倍，城市化率高达50%以上，流域内有37个大中城市及县级市，大小企业6万家左右，国内生产总值占全国10.8%。与之相对应的是，大量的工农业和城市生活废水被排入水域面积5551平方公里、河道总长约12万公里的太湖流域。　　2007年5月底，太湖蓝藻大暴发，导致以太湖为水源的无锡市区停水。根据太湖流域管理局2007年2月发布通报，太湖流域省界河流水质94.4%受到不同程度污染。按照国家地表水环境质量标准，太湖只有41.4%的水域达三类（三类以上为清洁水，三类以下为受污染水），其余为四类、五类和劣五类。太湖18.8%的水域为轻度富营养水平，其余81.2%的水域为中度富营养水平。　　当湖水中的氮含量是磷含量的15倍至20倍时，是蓝藻大量繁殖的最佳条件。其生长最适宜的水温，在25度到35度之间，高温天气持续越长，蓝藻泛滥的时间也越长。　　蓝藻分泌的藻毒素对人的肝、脾都有一定的影响，其与消毒剂漂白粉的反应生成物三卤甲烷（THMs）更是公认的致肝癌物质。而且在应急处理过程中所添加的高锰酸钾也属于强氧化剂，如果不能在后续处理中将其清除，有导致皮肤烧伤、内脏水肿衰竭的危险。　 上世纪90年代中期，国务院有关部委会同苏浙沪两省一市曾经发动了声势浩大的水污染治理运动，其中规模最大的就是1998年12月的“聚焦太湖零点达标”行动，要求在1999年1月1日零点前太湖地区1035家重点污染企业必须全部实现达标排放。当时该行动的目标是，2000年各出入太湖河流的水质都要达到太湖流域水污染防治计划和规划要求，实现太湖水体变清。　　而根据国务院发布的《太湖水污染防治“九五”计划及2010 年规划》：2000年太湖集中式饮用水源地和出入湖主要河道水质要达到地面水三类水质标准，实现太湖水体变清。　　而到2000年12月，即达标排放两年后，全太湖总氮、总磷含量与达标排放前的上世纪90年代中期水质相比较，只是略微下降。而且，1999年12月与1998年12月相比，主要污染物浓度还呈现一定程度的上升。进入新世纪后，太湖水不但没有变清，甚至持续恶化。　　2007年的无锡水危机发生后，江苏省马上修订了《江苏省太湖水污染防治条例》，将太湖流域划分为一、二、三级保护区，保护区内禁止新建、改建、扩建造纸、印染、电镀等企业和项目，累计关闭化工企业4000余家，利用环境标准倒逼经济结构升级。　　在国家层面，2008年6月，《太湖流域水环境综合治理总体方案》（下称《总体方案》）由国务院正式批复。国务院在批复中要求，力争到2020年，使太湖流域污染物排放总量得到大幅削减，各项水质指标均有较大改善，富营养化趋势得到遏制并有所好转，努力恢复太湖山青水美的自然风貌。《总体方案》要求，以现有治太工程布局为基础，扩大引江济太工程，增加引江入湖水量，完善并扩大太湖湖体循环，恢复太湖与长江、周边河网互动，促进水体有序流动，缩短换水周期。　　太湖水体的富营养化主要原因是进入湖体的氮磷等营养元素太多，这些元素主要来自工业生产、农业的化肥使用、生活污水、养殖污水排放等。秦伯强说，目前的污水收集只是对于部分集中的工业点源污染，城市生活污水进行收集处理，大量的其他分散的企业、城乡居民、养殖污水，农业面源污染排放等尚未实现收集处理。蓝藻一时难除，无锡想到的办法除了及时打捞，还有开辟第二水源地。2008年12月，长江引水锡澄供水工程二期通过验收，长江水覆盖到了全市所有地方，标志着全市人民都能喝上长江水。　　2014年1月，国家发改委发布《太湖流域水环境综合治理总体方案（2013年修编）》全文，拟投资1164.13亿元，用于太湖流域污染治理。城乡污水与垃圾处理是太湖治理投资重点，面源污染治理上升为主要矛盾，投资金额较原方案增加67.66%。在城乡污水与垃圾处理、面源污染治理、工业污染源治理、管网建设等方面均做出了明确的规划。　　上世纪80年代末，中国水利水电科学研究院曾经和日本专家共同制订了太湖治理方案，当时的估算，如果要把太湖的水质水平恢复到上世纪80年代初的水平，要花费2500亿元。他们主要是参照日本琵琶湖的治理经验，日本的投入相当于1800亿元人民币，花了30余年，蓝藻才基本消失。　　2500亿元的投资，包括了对湖体本身和整个流域的治理以及污染源的搬迁。刘树坤说，考虑通货膨胀因素的话，大概需要5000亿元。“只在湖里做文章是无法解决问题的，解决太湖的问题要用十八般武艺。现在是水污染的势头基本控制住了，也就是把恶化的势头减慢，还没看到开始好转。”[