用藍綠細菌來對付工廠排放的二氧化碳！
撰文╱胡斯托（Patrick Di Justo）
翻譯／陳儀蓁

如果把污染的水、化石燃料的廢氣、陽光、嗜熱的綠色黏液統統放進一個金屬箱裡，會得到什麼東西呢？如果這個箱子屬於貝里斯（David Bayless）的話，就可以變出純淨的氧氣、乾淨的水，以及一種可將溫室氣體自大氣中移除的方法。

貝里斯是美國俄亥俄大學俄亥俄煤炭研究中心的主任。他認為，要清除燃煤發電廠排放出來的二氧化碳，最簡便的方法就是使用大自然的方法，即光合作用。可是工廠大量排放出來的二氧化碳，也需要相對應的光合作用量。因此，貝里斯在美國能源部的經費補助下，研發出一種裡面放置藍綠細菌（俗稱藍綠藻），還可調整容量大小的光合作用反應箱。

在貝里斯的生物反應箱裡，藍綠細菌生長在寬60公分，長120公分、類似紗窗的紡織纖維薄膜上。毛細作用會將水吸給藍綠細菌，而輸送管則會導入高溫廢氣。貝里斯解釋道，把藍綠細菌塗抹在薄膜上，「你就可以製造大面積的生長介面，而不需要太多水。」這種細菌會利用既有的二氧化碳和水，來繁殖新的細菌，並在過程中釋放出氧氣和水蒸氣。另外，藍綠細菌也會吸收形成酸雨的物質：氧化氮、二氧化硫。

由於排氣管的廢氣和水份，進入生物反應箱時的溫度是暖烘烘的55℃，所以貝里斯需要的是一種耐熱的細菌。他說：「在這個計畫中，我們非常反對使用基因改造的手法，因為我們繁殖的細菌量非常大。」為了找出合適的細菌，他與蒙大拿州立大學的微生物學家庫克西（Keith Cooksey）聯絡，因為庫克西以前研究過黃石國家公園礦質溫泉中的細菌。庫克西說：「我們拿了一些貝里斯的纖維薄膜，放在黃石國家公園附近的溫泉裡。我們知道，不管附著在薄膜上的是什麼細菌，都值得用來放手一搏。」最後篩選出來的是一種新近發現的嗜鐵藍綠細菌，庫克西目前暫時命名為 Chroogloeocystis siderophila。

又為了在生物反應箱內投射少量陽光，貝里斯還求助於橡樹嶺國家實驗室的科學家。他們研發出一種系統，利用拋物面鏡採光，然後透過光纖纜線傳輸。這種系統一般用來提供辦公室和工廠照明，但在經過改裝之後，則可用在「光板」上，也就是可以直接將陽光投射在細菌薄膜上的丙烯酸厚塑膠板。橡樹嶺實驗室的厄爾（Duncan Earl）說：「由於這些細菌只用了10％光照的能量，所以我們只需將一平方公尺的日照，分散到10平方公尺的光板上即可。」

比較麻煩的問題是，該如何處理生物反應箱製造出來的大量細菌； C. siderophila 如果釋放到黃石國家公園以外的地方，很可能會在該處成為入侵生物。貝里斯坦承：「那絕對是一項不利因素。」目前的方案是自動沖下多的細菌，收集起來，或許能當做燃料。

利用細菌的光合作用來對抗污染的想法，已經不算新鮮了。位在麻州劍橋的綠色燃料科技公司，也在麻省理工學院一座2100萬瓦氣油發電廠的屋頂上，測試30台生物反應箱。他們也是使用自然光，但是方法有點不太一樣：不同於貝里斯將太陽光傳輸照射到細菌上的做法，綠色燃料科技是讓細菌輪流照射太陽光，這樣的過程稱為「光調節」，綠色燃料科技的共同創辦人貝爾金（Isaac Berzin）如此解釋。不過貝里斯比較喜歡他自己的光纖傳輸系統，因為所需的光照面積較小，只用到1/10而已。

目前貝里斯初步研發的機具模型，每分鐘可以處理140立方公尺的廢氣，相當於50部車輛，或是一座300萬瓦發電廠排放出來的廢氣量。如果在田納西河谷管理局的發電廠測試成功，貝里斯希望能將完整大小的生物反應箱上場運作，實際使用125萬平方公尺的細菌薄膜，來處理1000萬瓦發電廠所排放出來的廢氣，運作的時間則訂在2010年之前。

【本文出自科學人2005年10月號】