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生物碳源的測(cè)算方法

決策樹(shù)法由于目前的許多項(xiàng)目只是零散地計(jì)算某一范圍或地區(qū)的排碳量，隨著人們?cè)谖⒂^層次上對(duì)各個(gè)碳排放特征有了較深入的了解后，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在都面臨著一個(gè)如何將微觀層次的研究整合到宏觀國(guó)家或部門(mén)排放的問(wèn)題上。這在部門(mén)排放量的估算中考慮如何系統(tǒng)地合理利用數(shù)據(jù)，避免重復(fù)計(jì)算和漏算尤其重要。IPCC在提供單一點(diǎn)碳源排放估算方法外，還提供了通過(guò)使用決策樹(shù)的方法來(lái)確定關(guān)鍵源及如何合理使用數(shù)據(jù)和避免重復(fù)計(jì)算的問(wèn)題。

生物碳源是什么？

一切能滿足微生物生長(zhǎng)繁殖所需碳元素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物，稱(chēng)為碳源。微生 物細(xì)胞含碳量約占干重的50%，故除水分外，碳源是需要量大的營(yíng)養(yǎng)物， 又稱(chēng)大量營(yíng)養(yǎng)物。若把所有微生物當(dāng)作一整體來(lái)考察，其可利用的碳源范圍 即碳源譜是極其廣泛的(見(jiàn)表)。

微生物的碳源譜雖廣，但異養(yǎng)微生物在元素水平上的適碳源則是“C· H·O”型。具體地說(shuō)，“C·H·O”型中的糖類(lèi)是廣泛利用的碳源，其次是有機(jī) 酸類(lèi)、醇類(lèi)和脂類(lèi)等。在糖類(lèi)中，單糖優(yōu)于雙糖和多糖，己糖優(yōu)于戊糖，葡萄 糖、果糖優(yōu)于甘露糖、半乳糖;在多糖中，淀粉明顯優(yōu)于纖維素或幾丁質(zhì)等純 多糖，純多糖則優(yōu)于瓊脂等雜多糖。在有機(jī)碳源中，“C·H·O·N”和“C·H·O·N ·X”類(lèi)雖也可被利用，但在設(shè)計(jì)培養(yǎng)基時(shí)，還應(yīng)盡量避免把這兩類(lèi)主要用于 寶貴氮源的化合物降格當(dāng)作廉價(jià)的碳源使用。

生物碳源的歷史

生活在巴西亞馬遜河流域的人們長(zhǎng)期使用一種特殊的肥料。這種肥料來(lái)源于當(dāng)?shù)兀哂袠O強(qiáng)的恢復(fù)貧瘠土壤肥力的能力。當(dāng)?shù)厝税阉Q(chēng)為“印第安人的黑土壤”。它多產(chǎn)、肥沃，與當(dāng)?shù)叵∈琛⒇汃さ耐寥佬纬甚r明的對(duì)比。這種黑土壤在一些地區(qū)可以延綿幾公頃，但是目前還沒(méi)有人知道這些神秘的黑土壤到底是什么。有人猜測(cè)它是火山巖，或者是古代湖泊的沉積物，又或者是植被腐爛后的殘留物。但很少有人會(huì)認(rèn)為它是人為制造而成的。

現(xiàn)代研究證明，黑土壤是2500年，甚至6000年以前由生活在亞馬遜流域的人們制造的。一般認(rèn)為，他們使用的材料包括動(dòng)物糞便，魚(yú)，動(dòng)物骨頭和植物廢物。但是生產(chǎn)黑土壤關(guān)鍵的原料，也是黑土壤之所以呈現(xiàn)黑色的原因，是木炭的使用。

黑土壤中的木炭可以使土壤肥力維持一個(gè)世紀(jì)之久。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，生活在南美亞馬遜流域的人們都靠這些原生態(tài)材料制造“黑土壤”來(lái)肥沃土地。幾千年過(guò)去了，那兒的土壤不需耕耘灌溉，依舊十分肥沃。

佐治亞大學(xué)的科學(xué)家Steiner解釋道： “千百年過(guò)去，這個(gè)區(qū)域依舊沃土依然，那是因?yàn)橥寥乐懈缓荚亍！?因此，生物碳這一科學(xué)概念的提出，使人們看到了無(wú)需砍伐森林也可開(kāi)拓農(nóng)耕地的希望。

但在生物碳科技大規(guī)模投入運(yùn)用之前，該技術(shù)仍進(jìn)一步改良和完善。工廠可向全球各地農(nóng)場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)農(nóng)耕廢料。這也是生物碳制造蘊(yùn)含的一大商機(jī)。

污水處理生物碳源如何選取？

污水處理廠解決低碳源污水處理常用的外加碳源有淀粉、乙鈉等，其中乙鈉均為易降解物質(zhì)，本身不含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如氮、磷)，分解后不留任何難于降解的中間產(chǎn)物。而淀粉為多糖結(jié)構(gòu)，水解為小分子脂肪酸所需的時(shí)間長(zhǎng)，且在水中的溶解性差，不易完全溶于水。

乙鈉作為碳源時(shí)其反硝化速率要遠(yuǎn)高于淀粉。其主要原因在于，乙鈉為低分子有機(jī)酸鹽，容易被微生物利用。而淀粉等高分子的糖類(lèi)物質(zhì)需轉(zhuǎn)化成甲酸、丙酸等低分子有機(jī)酸等易降解的有機(jī)物，然后才被利用;雖然是快速易生物降解的有機(jī)物，但必須轉(zhuǎn)化成乙等低分子有機(jī)酸才能被微生物利用，所以出現(xiàn)了利用乙鈉作為碳源比用淀粉、進(jìn)行反硝化速度快很多的現(xiàn)象 。