Nitrous oxide emissions during microalgae cultivation

Windisch, Jonas Michael

doi:10.21256/zhaw-27945

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Publication type:	Master thesis
Title:	Nitrous oxide emissions during microalgae cultivation
Authors:	Windisch, Jonas Michael
Advisors / Reviewers:	Refardt, Dominik Guieysse, Benoit
DOI:	10.21256/zhaw-27945
Extent:	22
Issue Date:	2023
Publisher / Ed. Institution:	ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Publisher / Ed. Institution:	Winterthur
Language:	English
Subjects:	Nitrous oxide; Emissions in algae; Cultivation; Chlorella vulgaris; Chlorella vulgaris strain; Nitrogen source; Fourier transform infrared spectroscopy
Subject (DDC):	572: Biochemistry
Abstract:	This thesis investigated the effect of nitrogen source and strain selection on nitrous oxide (N2O) emissions from Chlorella vulgaris cultures. Furthermore, nitrous oxide quantification using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). This method was successful and suitable. It was found that light had a clear effect: Nitrous oxide production of Chlorella vulgaris was significantly increased when algae were incubated in the dark (1’300 nmol gDW-1 h-1) and supplied with nitrite as a nitrogen source compared to the cultures in light (130 nmol gDW-1 h-1). Moreover, the form of the nitrogen source plays a role: Chlorella vulgaris emitted negligible nitrous oxide when supplied with urea or ammonium as nitrogen sources (<18 nmol gDW-1 h-1). However, with nitrate as nitrogen source, the nitrous oxide emissions were around 205 nmol gDW-1 h-1. The largest emissions showed the cultures with nitrite as nitrogen sources and were about 1’314 nmol gDW-1 h-1. Despite considerable differences of nitrous oxide emissions depending on the Chlorella vulgaris strain used, these were statistically not significant. Strains SAG 9.88 and CCALA 924 emitted 2.5 to 5 times more nitrous oxide than the others. In dieser Arbeit wurden die Auswirkung der Stickstoffquelle und die Auswahl des Algenstammes auf die Lachgasemissionen (N2O) von Chlorella vulgaris-Kulturen untersucht. Ausserdem war der Nachweis von Lachgas mittels Fourier- Transformations-Infrarot-Spektroskopie (FTIR) erfolgreich und geeignet. Es wurde festgestellt, dass Licht einen klaren Einfluss hat: Die Lachgasproduktion von Chlorella vulgaris war deutlich erhöht, wenn die Algen im Dunkeln (1’300 nmol gDW-1 h-1) kultiviert wurden als bei den beleuchteten Kulturen (130 nmol gDW-1 h-1). Bei beiden Kulturen wurde Nitrit als Stickstoffquelle verwendet. Ausserdem wurde herausgefunden, dass die Form des Stickstoffdüngers eine Rolle spielt: Chlorella vulgaris emittierte vernachlässigbar wenig Lachgas, wenn Harnstoff oder Ammonium als Stickstoffquelle verwendet wurden (<18 nmol gDW-1 h-1). Mit Nitrat als Stickstoffquelle lagen die Lachgasemissionen jedoch bei 205 nmol gDW-1 h-1. Die größten Emissionen wiesen die mit Nitrit gedüngten Kulturen auf und lagen bei rund 1'314 nmol gDW-1 h-1. Trotz der gemessenen Unterschiede bei den Lachgasemissionen von verschiedenen Chlorella vulgaris Stämmen, waren diese statistisch nicht signifikant. Die Stämme SAG 9.88 und CCALA 924 emittierten 2.5 bis 5-mal mehr Lachgas als die anderen.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/27945
License (according to publishing contract):	CC BY 4.0: Attribution 4.0 International
Departement:	Life Sciences and Facility Management
Appears in collections:	Masterarbeiten Umwelt und Natürliche Ressourcen

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Windisch, J. M. (2023). Nitrous oxide emissions during microalgae cultivation [Master’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften]. https://doi.org/10.21256/zhaw-27945

Windisch, J.M. (2023) Nitrous oxide emissions during microalgae cultivation. Master’s thesis. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-27945.

J. M. Windisch, “Nitrous oxide emissions during microalgae cultivation,” Master’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Winterthur, 2023. doi: 10.21256/zhaw-27945.

WINDISCH, Jonas Michael, 2023. Nitrous oxide emissions during microalgae cultivation. Master’s thesis. Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Windisch, Jonas Michael. 2023. “Nitrous Oxide Emissions during Microalgae Cultivation.” Master’s thesis, Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-27945.

Windisch, Jonas Michael. Nitrous Oxide Emissions during Microalgae Cultivation. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 2023, https://doi.org/10.21256/zhaw-27945.