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近年になり、主に二酸化炭素CO_2による地球の温暖化が問題になり、CO_2の排出基準を法で規制し、排出量の抑制と排出後のCO_2削減処理について世界的な動きになっている。そこで、本研究では工場等から排出される高濃度のCO_2を海洋性植物プランクトンで珪藻の一種のPhaeodactylum tricornutumにより固定化させ、CO_2濃度を低減することを目的にしている。このP.tricornutumの増殖速度は10日程度で千倍近くなり大変速く、その細胞内に多くの脂質を含んでいる。この脂質にはミリスチン酸やエイコサペンタエン酸等の医薬としても利用できる物質がある。
まず、最適培養条件を調べ、照度は1万ルックス以上、培養液は天然海水に含めれる主要成分でよく、空気吹き込み量は21/1‐培養液であること等が判った。この条件により、増殖速度を測定し、P.tricornutumが増殖するにつれ藻体数が増加するため光が遮られ、培養液の深くまで光が到達しなくり光合成が減速することを考慮して照度変化モデルを提出し、実測の増殖速度と良い一致を示した。
更に、CO_2濃度を空気の0.03vol%から15vol%まで変化させて増殖速度、藻体の大きさの分布、乾燥質量、CO_2固定化量を測定した。その結果、増殖速度はCO_2濃度が増すとともに遅くなり、乾燥質量は10vol%までは増加するが、それ以上では減少する。CO_2の固定化量も同じく10vol%までは増加し、それ以上では減少する。これらのことから、CO_2濃度が10vol%程度にCO_2最大固定化量と藻体最大収率があり、操作条件が一番良く、高濃度CO_2で固定化した方が最適であることが判明した。
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