Biorremediation

Biorremediation adalah proses bioteknologi yang menggunakan mikroorganisma, kulat atau tumbuh -tumbuhan untuk membersihkan dan menghilangkan persekitaran

Apa itu bioremediasi?

The Biorremediation Ini adalah proses bioteknologi yang menggunakan kapasiti metabolik mikroorganisma bakteria, kulat, tumbuh -tumbuhan dan/atau enzim terpencil mereka, untuk menghapuskan bahan cemar di tanah dan air, dan mengembalikannya ke keadaan semula jadi mereka.

Mikroorganisma dan beberapa tumbuh -tumbuhan boleh biotransform pelbagai sebatian organik pencemar dan toksik, sehingga mereka menjadikannya tidak harmful atau tidak berbahaya. Mereka juga boleh merendahkan beberapa sebatian organik ke bentuk yang paling mudah, seperti metana (CH₄) dan karbon dioksida (CO₂).

Sesetengah mikroorganisma dan tumbuh -tumbuhan juga boleh mengekstrak atau tidak bergerak dalam alam sekitar (In situ) Unsur kimia toksik, seperti logam berat. Dengan melancarkan bahan toksik di alam sekitar, ia tidak lagi tersedia untuk organisma hidup dan, oleh itu, tidak menjejaskan mereka.

Oleh itu, penurunan bioavailabiliti bahan toksik juga merupakan bentuk bioremediasi, walaupun ia tidak menyiratkan penghapusan bahan sederhana.

Faktor yang mesti dioptimumkan dan dikekalkan sepanjang proses bioremediasi

- The Kepekatan dan bioavailabiliti pencemar Di bawah keadaan alam sekitar: Jika terlalu tinggi, ia boleh menjejaskan mikroorganisma yang sama yang mempunyai keupayaan untuk biotransform mereka.

- The kelembapan: Ketersediaan air adalah penting untuk organisma hidup, dan juga untuk aktiviti enzimatik pemangkin biologi sel -bebas. Umumnya, kelembapan relatif 25 hingga 25% mesti disimpan di dalam tanah dalam proses bioremediasi.

- The suhu: Ia mesti dijumpai dalam julat yang membolehkan kelangsungan hidup organisma yang digunakan dan/atau aktiviti enzimatik yang diperlukan.

- The Nutrien biodisi: sangat diperlukan untuk pertumbuhan dan pendaraban mikroorganisma yang menarik. Terutamanya, karbon, fosforus dan nitrogen mesti dikawal, serta beberapa mineral penting.

- The keasidan atau kealkalian medium berair atau pH (Pengukuran Hones H⁺ di tengah).

- The ketersediaan oksigen: Dalam kebanyakan teknik bioremediasi, mikroorganisma aerobik digunakan (contohnya, dalam pengkomposan, biopil dan Landfarming), dan pengudaraan substrat diperlukan. Walau bagaimanapun, mikroorganisma anaerobik boleh digunakan dalam proses bioremediasi, di bawah keadaan makmal yang sangat terkawal (menggunakan bioreaktor).

Boleh melayani anda: Spora: Ciri dan Jenis

Jenis bioremediasi

Antara bioteknologi bioteknologi yang digunakan adalah seperti berikut:

Bioestimulation

Bioestimulasi terdiri daripada rangsangan In situ Daripada mikroorganisma yang sudah ada dalam persekitaran yang tercemar (mikroorganisma asli), yang mampu bioremediating bahan pencemar.

Bioestimulasi dicapai dengan mengoptimumkan keadaan fizikokimia untuk proses yang diingini berlaku, iaitu pH, oksigen, kelembapan, suhu, antara lain, menambah nutrien yang diperlukan.

Bioaumentasi

Bioaumentasi membayangkan peningkatan jumlah mikroorganisma yang menarik (sebaiknya asli), terima kasih kepada penambahan inokulum mereka yang ditanam di makmal.

Selanjutnya, sebaik sahaja mikroorganisma kepentingan telah disuntik In situ, Keadaan fizikokimia (seperti dalam bioestimulasi) mesti dioptimumkan untuk mempromosikan aktiviti mikroorganisma yang merendahkan.

Pengkomposan

Pengkomposan terdiri daripada pencampuran bahan yang tercemar dengan tanah yang tidak tercemar, dilengkapi dengan ejen penambahbaikan tumbuhan atau asal haiwan, dan nutrien. Campuran ini membentuk kerucut sehingga 3 m tinggi, dipisahkan antara satu sama lain.

Pengoksidaan lapisan bawah kerucut mesti dikawal, melalui penyingkiran biasa mereka dari satu tempat ke tempat lain dengan jentera. Keadaan kelembapan, suhu, pH, nutrien yang optimum, antara lain juga mesti dikekalkan.

Biopilas

Teknik biopil biopilas adalah sama dengan pengkomposan yang diterangkan di atas, kecuali untuk:

- Ketiadaan ejen penambahbaikan tumbuhan atau asal.

- Penghapusan pengudaraan dengan pergerakan dari satu tempat ke tempat lain.

Biopilas tetap tetap di tempat yang sama, yang lapang dalam lapisan dalaman mereka melalui sistem paip, yang pemasangan, operasi dan kos penyelenggaraan mesti dipertimbangkan dari fasa reka bentuk sistem.

Landfarming

Bioteknologi yang dipanggil Landfarming Ia terdiri daripada pencampuran bahan yang tercemar (enapcemar atau sedimen) dengan tanah 30 cm pertama yang tidak tercemar dari kawasan yang luas.

Pada sentimeter pertama tanah, kemerosotan bahan pencemar disukai terima kasih kepada pengudaraan dan pencampuran mereka. Untuk tugas -tugas ini, jentera pertanian digunakan, seperti traktor bajak.

Boleh melayani anda: sorbus domestik: ciri, habitat, penjagaan, penyakit

Fitorremediation

Fitorremediation, yang juga dikenali sebagai bioremediasi yang dibantu oleh mikroorganisma dan tumbuh -tumbuhan, adalah satu set bioteknologi berdasarkan penggunaan tumbuhan dan mikroorganisma untuk menghapuskan, mengurung atau mengurangkan ketoksikan bahan pencemar di permukaan permukaan atau bawah tanah, lumpur dan tanah.

Semasa phytoremediation degradasi, pengekstrakan dan/atau penstabilan (penurunan bioavailabiliti) bahan pencemar boleh berlaku. Proses ini bergantung kepada interaksi antara tumbuh -tumbuhan dan mikroorganisma yang mendiami akarnya, di kawasan yang dipanggil rizosphere.

Fitorremediation sangat berjaya dalam penyingkiran logam berat dan bahan radioaktif dari permukaan atau air bawah tanah (atau rizofiltrasi air yang tercemar).

Biorreactors

Biorreactors adalah bekas yang mempunyai saiz yang besar, yang membolehkan untuk mengekalkan keadaan fizikokimia yang sangat terkawal dalam media kultur berair, dengan tujuan memihak kepada proses kepentingan biologi.

Dalam bioreaktor mereka boleh ditanam, secara besar -besaran dan di makmal, mikroorganisma bakteria dan kulat dan kemudian gunakannya dalam proses penyesuaian bio In situ. Mikroorganisma juga boleh ditanam dengan kepentingan mendapatkan enzim mereka yang merendahkan bahan pencemar.

Biorreactor. Sumber: Wikimedia Commons

Micorremediation

Ia dipanggil micorremediation untuk penggunaan mikroorganisma kulat (kulat mikroskopik), dalam proses bioremediasi bahan pencemar toksik.

Harus dipertimbangkan bahawa penanaman kulat mikroskopik biasanya lebih kompleks daripada bakteria dan, oleh itu, membayangkan kos yang lebih besar. Di samping itu, kulat tumbuh dan menghasilkan semula lebih perlahan daripada bakteria, kemudian menjadi bioremediasi dibantu kulat.

Biorremediation berbanding dengan teknologi fizikal dan kimia konvensional

Kelebihan

- Bioteknologi bioremediasi jauh lebih murah dan lebih mesra alam daripada teknologi bahan kimia dan fizikal yang digunakan secara konvensional.

- Penggunaan bioremediasi mempunyai kesan alam sekitar yang lebih rendah daripada amalan fizikokimia konvensional.

- Di antara mikroorganisma yang digunakan dalam proses bioremediasi, ada yang boleh mencapai mineralisasi sebatian pencemaran, memastikan kehilangan mereka dari alam sekitar, sesuatu yang sukar dicapai dalam satu langkah dengan proses fizikokimia konvensional.

Ia dapat melayani anda: briophit

Kekurangan

- Kapasiti metabolik mikroba yang ada dalam alam semula jadi: Oleh kerana hanya 1% daripada mikroorganisma yang ada dalam alam telah diasingkan, batasan bioremediasi adalah tepat pengenalpastian mikroorganisma yang mampu biodegradasi bahan pencemar tertentu tertentu.

- Ketidaktahuan sistem yang digunakan: Dalam bioremediasi kita bekerja dengan sistem kompleks dua atau lebih organisma hidup, yang umumnya tidak diketahui sepenuhnya.

- Sesetengah mikroorganisma yang dikaji mempunyai sebatian mencemarkan biotransformasi dalam lebih banyak toksik oleh -produk. Atas sebab ini, perlu mengkaji organisma bioremediator dan interaksi mereka secara mendalam di makmal.

Di samping itu, ujian perintis skala kecil (di lapangan) perlu dilakukan sebelum menggunakannya secara besar -besaran, dan memantau proses biorremediation In situ, Untuk memastikan bahawa sanitasi alam sekitar berlaku dengan betul.

- Extrapolation hasil yang diperolehi di makmal: Oleh kerana kerumitan sistem biologi yang tinggi, hasil skala kecil tidak dapat diekstrapolasi di makmal ke proses lapangan.

- Khusus setiap proses bioremediasi: Setiap proses bioremediasi membayangkan reka bentuk eksperimen tertentu, mengikut keadaan tertentu tapak tercemar, jenis bahan pencemar yang akan dirawat dan organisma akan digunakan.

Adalah perlu bahawa proses -proses ini diarahkan oleh kumpulan pakar interdisipliner, di antaranya mesti ada ahli biologi, bahan kimia, jurutera, antara lain.

Penyelenggaraan keadaan fizikokimia alam sekitar untuk memihak kepada pertumbuhan dan aktiviti kepentingan metabolik membayangkan kerja tetap semasa proses bioremediasi.

- Akhirnya, proses bioremediasi mungkin mengambil masa lebih lama daripada proses fizikokimia konvensional.

Rujukan

1. Boopathy, r. (2000). Mengehadkan faktor teknologi bioremediasi. Teknologi Bioresoucce. 
2. Eweis J. B., Ergas, s. J., Chang, d. P. Dan. dan Schoede, D. (1999). Prinsip Biorrecuperation. McGraw-Hill Inter-American dari Sepanyol.
3. McKinney, r. Dan. (2004). Mikrobiologi kawalan pencemaran alam sekitar. M. Dekker.