Disputation i ekologi: Lina Mattsson
Titel: Microalgal solutions in Nordic conditions – industries transition toward resource recovery
Ämne: Ekologi
Fakultet: Fakulteten för hälso- och livsvetenskap
Datum: Fredagen den 20 maj 2022 kl. 09.30
Plats: Sal Lapis, Hus Vita, Kalmar
Opponent: Dr Kristian Spilling, Finnish Environment Institute (SYKE), Finland
Betygsnämnd: Professor Yagut Allaverdiyeva-Rinne, University of Turku, Finland
Docent Anna Augustsson, Institutionen för biologi och miljö, Linneuniversitetet
Dr Michael Li, Norsk institutt for vannforskning (NIV A), Norge
Ordförande: Lektor Markus Zöttl, Institutionen för biologi och miljö, Linneuniversitetet
Huvudhandledare: Professor Catherine Legrand, Institutionen för biologi och miljö, Linneuniversitetet
Examinator: Professor Mark Dopson, Institutionen för biologi och miljö, Linneuniversitetet
Spikning: Torsdagen den 28 april 2022, kl 09.00 i Universitetsbiblioteket, Kalmar och kl. 09.30 i Showroom, hus Vita, Kalmar.
Abstract
Algbaserade lösningar kan genom fotosyntes återvinna växthusgas (CO2) och näringsämnen från industriellt avfall och på så vis minska klimatavtryck och övergödning. Algbiomassan kan dessutom bidra med ytterligare mervärde eftersom den innehåller fetter, proteiner och kolhydrater med kommersiell potential som biodrivmedel, foder och gödsel. Odling av mikroalger i nordiska förhållanden är utmanande på grund av stora säsongsmässiga förändringar i ljus och temperatur som kan äventyra biomassans stabilitet. För att nå hållbar och konkurrenskraftig odling av mikroalger krävs storskaliga utomhusodlingar där avfall används som resurs, vilket begränsar möjligheten att kontrollera säsongsmässiga förändringar av miljöfaktorer så som ljus och temperatur. I denna avhandling använder jag lokala mikroalgssamhällen i storskaliga utomhusodlingar med industriavfall som resurs för att undersöka produktion och kvalitet av algbiomassa i ett årligt, säsongsmässigt och dagligt perspektiv. Forskningen fokuserade på biomassans potential att återvinna näring och koldioxid från industrier, samt på stabilitet och kvalitet året om. Produktion undersöktes i den södra Östersjöregionen med hjälp av ett algsamhälle från brackvatten under en femårsperiod i gröna väggpaneler (GWP) som matades med rökgas från cementindustri som koldioxidkälla. I en andra uppsättning odlades ett sötvattens-algsamhälle säsongsmässigt i raceway-dammar (RWP) med ytterligare en avfallsresurs i form av lakvatten från en deponi (kvävekälla).
Stabil prestanda av biomassan och ett koldioxidupptag upp till 10 g m-2 d-1 uppmättes under fem år över säsonger i GWP med högt proteininnehåll under höst och vinter medan fetterna var stabila året om. Laboratorieexperiment bekräftade att naturligt förekommande dagliga skiftningar i temperatur var mer effektiva än den konventionella metoden kvävebegränsning. Stabilitet och genomgående prestanda av biomassan påverkades av recirkulering av rökgas, brist på kontaminering och kompletterande egenskaper hos de två grönalger som dominerade under de fem åren. Användningen av flertalet avfallsströmmar i RWP ökade komplexiteten i odlingssystemet eftersom lakvattnet skiftade i sammansättning vilket resulterade i ett grönt algsamhälle med hög diversitet. Säsongsmässighet i kväveåtervinningshastighet kunde förklaras av totalkväve och ljusförhållanden. Resultaten indikerar stabilitet av biomassan och resursåtervinning i nordiska förhållanden genom att använda algsamhällen med flera arter i storskaliga utomhusodlingar som under perioder av lägre biomassaproduktion kan kompensera med högkvalitativa metaboliter så som proteiner och fetter.