Лекция Значение водорослей для решения природоохранных и хозяйственных

Лекция. Значение водорослей для решения природоохранных и хозяйственных вопросов

2

Биологические методы управления водными экосистемами являются приоритетными в рамках социальноэкономического развития Сибирского федерального округа и Красноярского края. 3

ЗНАЧЕНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ В ПРИРОДЕ ВОДОРОСЛИ - ПЕРВИЧНОЕ ЗВЕНО В ЦЕПИ ПИТАНИЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ ВОДОРОСЛИ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ Эффективность утилизации солнечной энергии у водорослей составляет до 3 -5% (иногда достигает 1021%) Получение биогаза, например 50 -80 т/га биомассы водорослей может дать 74 тыс. к. Вт ч электроэнергии Суммарная биомаса водорослей 1, 7 мдрд. т в год Суммарная первичная продукция водорослей 550, 2 мдрд. т в год Больше в 306 раз Вклад водорослей в общую продукцию органического углерода на нашей планете составляет от 26 -90% Мировой океан поставляет в атмосферу до 40% кислорода 4

Маты из Ulothrix в июне на р. Енисей 5

Таблица 1. Концентрация хлорофилла и валовая первичная продукция фитоперифитона в незатенённых водотоках экосистема, период исследования Метод Хлорофилл a (мг/м 2) Средиземноморье, Все сезоны Продукция ислорода, к лабораторное инкубирование в 59 – 115 камерах Спол Риве, Непрерывные Швейцарские Альпы, измерения кислорода, 25 – 167 весна, лето и осень масс-балансовая модель Клеарвотер Риве, Айдахо, США, весна, лето и осень Продукция кислорорда, in инкубирование камерах. situ в 5. 6 – 28. 7 мг O 2 / м 2 мг C / сут м 2 сут источник Guasch & Sabater, 1995 28 - 191 8. 7 – 60* 700 - 7100 219 2219* – Uehlinger al. , 2003 800 - 3200 250 1000* – Munn & Brusven, 2004 – 1031 2844* – Uehlinger & Brock, 2005 – Fellows et al. , 2006 et Tраки Риве, Невада, Продукция ислорода, к США, in situ инкубирование 50 – 450 Лето и осень в камере 3300 9100 Реки в юго-восточной Продукция ислорода, к ** Австралии, весна in situ инкубирование 1 - 23 в камере 0. 03 – 7973 0. 01 2491* 602 - 1561 188 – 488* Reid et al. , 2006 0. 64 -95 133* Kolmakov et al. , 2008 6 Коттер Риве, Весна, лето и осень Продукция ислорода, к in situ инкубация в 3. 7 – 4. 7 камерах Р. Енисей В течение года Ингибиторная флуоресцентная методика 0. 83 - 973. 74 2 – 304 425

Основное количество полиненасыщенных жирных кислот семейства омега-3 (ПНЖК), являющихся незаменимым компонентом питания водных беспозвоночных и рыб, в реке Енисей производится весенним - раннелетним холодолюбивым комплексом донных микроводорослей, развивающихся при температуре около 2 -7 0 С, тогда как летние и осенние микроводоросли продуцируют незначительные количества незаменимых ПНЖК. Таким образом, качество рыбопродукции р. Енисей в значительной степени зависит от весенней продукции микроводорослей, что необходимо учитывать при планировании 7

КАМЕННЫЙ УГОЛЬ ЭНЕРГИЯ Р А С Т Е Н И Е РАСТЕНИЕ ЕДИНСТВЕННЫЙ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ НА ЗЕМЛЕ ТОРФ МЕТАН НЕФТЬ УГЛЕВОДОРОДЫ РАСТЕНИЙ

Биологическая конверсия солнечной энергии в последние годы стала предметом широких исследований. Сейчас она чаще всего осуществляется по такой схеме:

2 вида жидкого биотоплива – биодизель и биоэтанол Основным сырьем для производства биодизеля служат жирные, реже – эфирные масла следующих культур: · рапс (Европа) – выход масла около 1200 л/га; · соя (США, Аргентина) – 446 л/га; · канола (Канада) – 1000 л/га; · кастор (Бразилия) – 1410 л/га; · ятрофа (Индия) – 1900 л/га; · пальма (Индонезия, Филиппины) – до 5900 л/га. Для производства биоэтанола традиционно применяют следующие виды сырья: сахарный тростник (Бразилия); кукуруза, пшеница, свекла (США, Европа). Выход биоэтанола из некоторых культур следующий: · пшеница – 350 л/т; · картофель – 115 л/т; · кукуруза – 370 л/т; · сахарная свекла – 85 л/т; · сахарный тростник – 70 л/т; · манионик – 180 л/т; · плодовые – 160 л/т; · целлюлоза – 340 л/т. 10

Годовой выход топлива с акра занимаемой площади (галлонов) Кукуруза 18 Соя 48 Сафлор 83 Подсолнечник 102 Рапс 127 Пальмовое масло 635 Микроводоросли (достигнутые показатели) 1850 Микроводоросли - (теоретические лабораторные показатели) 5000 15000

Этапы выделения водорослей

Морские водоросли – как источник биотоплива

Электростанция на водорослях

Водоросли как географический фактор ФОРМИРОВАНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПОРОД ПЛОЙЧАТЫЕ ИЗВЕСТНЯКИ (СТРОМАТОЛИТЫ) (синезеленые водоросли) КАМЕННЫЙ УГОЛЬ РИФЫ (ИЗВЕСТНЯКИ) БУРЫЙ УГОЛЬ САПРОПЕЛЬ ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ (красные, зеленые, синезеленые) ХАРОЦИТЫ (ИЗВЕСТНЯКИ) харовые МЕЛОВЫЕ ПОРОДЫ золотистые ДИАТОМИТЫ (диатомовые)

ПОРОДА ДИАТОМИТ 16

ВОДОРОСЛИ - ПРОДУКТ ПИТАНИЯ Известно около 170 видов макрофитов: 81 красных, 54 – бурых, 25 зеленых, 8 синезеленых Микроскопические водоросли как источник белка, витаминов, БАВ и др. ВОДОРОСЛИ – ИСТОЧНИК БЕЛКОВОГО КОРМА, ВИТАМИНОВ И ДР. В РАЦИОНЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ И РЫБ Бурые водоросли как силос для с/х. животных Микроводоросли как пищевые добавки для свиней, птицы и рыб

Ламинария сахаристая, или «морская капуста» — Laminaria saccharina (L. ) Lam. Porphyra sp. Съедобные водоросли

Спирулина- источник белка 19

ВОДОРОСЛИ – ИСТОЧНИК ПРОМЫШЛЕННОГО СЫРЬЯ Концентраторы химических элементов (йод, бром, натрий, калий и др. ) Вырабатывают фикоколлоиды (агар, агароид, агароза, каррагенан, агаропектин), альгиновую кислоту и ее соли РОЛЬ ВОДОРОСЛЕЙ В ПОВЫШЕНИИ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ Накопление органического вещества Азотфиксация Лекарства Залежи графита, известняков, мела, диатомитов, трепелов, горючих сланцев, газов, сапропелей (каменного угля, нефти) Изменение физикохимических свойств почв, структуры почв и микробиологической активности

Название текущего параграфа ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ Название слайда «ЦВЕТЕНИЕ» ВОДЫ ТОКСИЧЕСКИЕ ВОДОРОСЛИ Gonyaulax – красные приливы (массовые отравления людей. ) Scenedesmus, Coelastrum, Microcystis, Aphanizomenon, Anabaena и др. , вызывающие массовую гибель гидробионтов, гаффская болезнь у людей, кожные заболевания, аллергии ОБРАСТАНИЕ СУДОВ И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ КОРРОЗИЯ НАЗЕМНЫХ Название лекции МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ

Цветение воды синезелеными водорослями родов Microcystis, Anabaena 22

Белое «цветение» кокколитофорид в Кельтском море

Красные приливы. Фото с сайта serc. carleton. edu

Использование водорослей как индикаторов Классификация качества воды и зон сапробности по Сладечеку (1967; Sladecek, 1973). Зоны сапробности: х - ксено-, o - олиго-, бета-, - альфа-, p - полисапробная в пределах квадранта лимносапробности, экосистемы пресных вод, соответствуют модели трофической пирамиды; ik - зоны вне модели экосистем поверхностных вод. Серой стрелкой показано направление самоочищения. Две черные стрелки показывают амплитуду сапробности для р. Кишон (Баринова и др. , 2006).

16: 0 Перенос 18 -углеродных и 20 -22 -углеродных ПНЖК по водным трофическим цепям от первичных продуцентов к консументам, включая человека трофическая цепь 18: 2 6 18: 3 3 ПНЖК 20: 5 3 ПНЖК : 20: 4 6 22: 6 3 18: 2 6 18: 3 3 ПНЖК - собственный биосинтез - получены с пищей Слайд, использован с любезного разрешения М. И. Гладышева 26