Biorremediácia

Biorremediácia je akýkoľvek biotechnologický proces, ktorý používa mikroorganizmy, huby alebo rastliny na čistenie a dekontamináciu prostredia

Čo je bioremediácia?

Ten Biorremediácia Je to akýkoľvek biotechnologický proces, ktorý využíva metabolické kapacity bakteriálnych mikroorganizmov, húb, rastlín a/alebo ich izolovaných enzýmov, na odstránenie kontaminantov v pôdach a vodách a vráťte ich do ich prirodzeného stavu.

Mikroorganizmy a niektoré rastliny môžu biotransformovať širokú škálu znečisťujúcich látok a toxických organických zlúčenín, až kým ich neurobia neohrozené alebo neškodné. Môžu dokonca degradovať niektoré organické zlúčeniny na svoje najjednoduchšie formy, ako je metán (CH₄) a oxid uhličitý (CO₂).

Niektoré mikroorganizmy a rastliny môžu tiež extrahovať alebo imobilizovať v prostredí (In situ) Toxické chemické prvky, ako sú ťažké kovy. Imobilizáciou toxickej látky v životnom prostredí prestane byť k dispozícii pre živé organizmy, a preto ich neovplyvňuje.

Preto je zníženie biologickej dostupnosti toxickej látky tiež formou bioremediácie, hoci neznamená elimináciu strednej látky.

Faktory, ktoré sa musia optimalizovať a udržiavať počas celého procesu bioremediácie

- Ten Koncentrácia a biologická dostupnosť znečisťujúcej látky V podmienkach prostredia: Ak je príliš vysoký, môže to mať nepriaznivý vplyv na rovnaké mikroorganizmy, ktoré majú schopnosť ich biotransformovať.

- Ten vlhkosť: Dostupnosť vody je nevyhnutná pre živé organizmy, ako aj pre enzymatickú aktivitu bunkových biologických katalyzátorov bez buniek. Všeobecne platí, že 25 až 25% relatívna vlhkosť sa musí uchovávať v pôdach v procese bioremediácie.

- Ten teplota: Musí sa nachádzať v rozsahu, ktorý umožňuje prežitie aplikovaných organizmov a/alebo požadovanej enzymatickej aktivity.

- Ten Biodistibilné živiny: nevyhnutné pre rast a násobenie mikroorganizmov, ktoré sú predmetom záujmu. Hlavne sa musí kontrolovať uhlík, fosfor a dusík, ako aj niektoré základné minerály.

- Ten kyslosť alebo alkalita vodného média alebo pH (Meranie honov h⁺ v strede).

- Ten dostupnosť kyslíka: Vo väčšine techník bioremediácie sa používajú aeróbne mikroorganizmy (napríklad pri kompostovaní, biopyloch a Krajina) a je potrebné prevzdušňovanie substrátu. Anaeróbne mikroorganizmy sa však môžu použiť v bioremediačných procesoch za veľmi kontrolovaných laboratórnych podmienok (s použitím bioreaktorov).

Môže vám slúžiť: Spory: Charakteristiky a typy

Typy bioremediácie

Medzi uplatňované biotechnológie biotechnológie sú nasledujúce:

Bioestimulácia

Bioestimulácia pozostáva zo stimulácie In situ Z týchto mikroorganizmov, ktoré už boli prítomné v kontaminovanom prostredí (natívne mikroorganizmy), schopné bioremediovať znečisťujúcu látku.

Bioestimulácia sa dosahuje optimalizáciou fyzikálno -chemických podmienok, aby sa vyskytol požadovaný proces, tj pH, kyslík, vlhkosť, teplota, okrem iného, ​​pridanie potrebných živín.

Bioaumentácia

Bioaumentácia znamená zvýšenie množstva mikroorganizmov, ktoré sú predmetom záujmu (najlepšie domorodé), a to vďaka pridaniu ich inokula pestovaných v laboratóriu.

Následne, keď sa naočkovali mikroorganizmy, ktoré sú predmetom záujmu In situ, Fyzikálno -chemické podmienky (ako v bioestimulácii) sa musia optimalizovať na podporu degradujúcej aktivity mikroorganizmov.

Kompostovanie

Kompostovanie spočíva v zmiešaní materiálu kontaminovaného ne -oprávnenou pôdou, doplnenou zlepšujúcimi činidlami rastlinného alebo živočíšneho pôvodu a živín. Táto zmes tvorí kužele až do 3 m, od seba sa oddelí.

Oxygenácia dolných vrstiev kužeľov musí byť regulovaná, prostredníctvom ich pravidelného odstraňovania z jedného miesta na druhé so strojmi. Optimálne podmienky vlhkosti, teploty, pH, výživných látok musia byť tiež zachované.

Biopily

Technika biopyl biopilas sa rovná technike kompostovania opísaného vyššie, s výnimkou:

- Absencia zlepšovacích činidiel rastlinného alebo zvieracého pôvodu.

- Eliminácia prevzdušňovania pohybom z jedného miesta na druhé.

Biopily zostávajú fixované na rovnakom mieste a sú vzdušné vo svojich vnútorných vrstvách prostredníctvom potrubného systému, ktorého inštalácia, prevádzka a náklady na údržbu sa musia brať do úvahy z fázy návrhu systému.

Krajina

Biotechnológia sa volala Krajina Skladá sa z miešania kontaminovaného materiálu (kaly alebo sedimenty) s prvými 30 cm pôdy, ktorá nie je kontaminovaná rozsiahlym terénom.

V týchto prvých centimetroch pôdy je degradácia znečisťujúcich látok uprednostňovaná vďaka ich prevzdušňovaniu a miešaniu. Pre tieto úlohy sa používa poľnohospodárske stroje, napríklad pluhové traktory.

Môže vám slúžiť: Domáci sorbus: Charakteristiky, biotop, starostlivosť, choroba

Ohavnosť

Fitorremediácia, tiež nazývaná bioremediácia, ktorá pomáha mikroorganizmami a rastlinami, je súbor biotechnológií založených na použití rastlín a mikroorganizmov na odstránenie, obmedzenie alebo zníženie toxicity znečisťujúcich látok v povrchu alebo podzemných vodách, kalu a pôde.

Počas fytoremediácie sa môže vyskytnúť degradácia, extrakcia a/alebo stabilizácia (znížená biologická dostupnosť) znečisťujúcej látky. Tieto procesy závisia od interakcií medzi rastlinami a mikroorganizmami, ktoré obývajú ich korene, v oblasti nazývanej rizosféra.

Fitorremediacia bola obzvlášť úspešná pri odstraňovaní ťažkých kovov a rádioaktívnych látok z povrchovej alebo podzemnej vody (alebo kontaminovanej vodnej rizofiltrácie).

Biorreaktory

Biorreaktory sú kontajnery značnej veľkosti, ktoré umožňujú udržiavať veľmi kontrolované fyzikálno -chemické podmienky vo vodnom kultivačnom médiu s cieľom uprednostňovať biologický proces záujmu.

V bioreaktoroch sa môžu kultivovať vo veľkom meradle av laboratóriu, bakteriálnych mikroorganizmoch a húb a potom ich aplikovať v procesoch týkajúcich sa biologických úprav In situ. Mikroorganizmy sa môžu kultivovať aj so záujmom o získanie degradujúcich enzýmov znečisťujúcich látok.

Biorreactor. Zdroj: Wikimedia Commons

Microremediácia

Nazýva sa micorremediácia na používanie plesňových mikroorganizmov (mikroskopické huby), v bioremediačných procesoch toxickej látky znečisťujúcich látok.

Malo by sa uvažovať o tom, že kultivácia mikroskopických húb je zvyčajne zložitejšia ako kultivácia baktérií, a preto znamená väčšie náklady. Okrem toho huby rastú a reprodukujú sa pomalšie ako baktérie, potom je bioremediácia pomocou húb asist.

Biorremediácia v porovnaní s konvenčnými fyzikálnymi a chemickými technológiami

Výhody

- Bioremediácia Biotechnológie sú k životnému prostrediu omnoho lacnejšie ako konvenčne aplikované chemické a fyzikálne technológie aplikované.

- Aplikácia bioremediácie má nižší vplyv na životné prostredie ako konvenčné fyzikálno -chemické praktiky.

- Spomedzi mikroorganizmov aplikovaných v procesoch bioremediácie môžu niektorí dosiahnuť mineralizáciu znečisťujúcich zlúčenín, zabezpečujúc ich zmiznutie z životného prostredia, čo je ťažké dosiahnuť v jednom kroku s konvenčnými fyzikálno -chemickými procesmi.

Môže vám slúžiť: briofy

Nevýhody

- Mikrobiálne metabolické kapacity existujúce v prírode: Keďže bolo izolovaných iba 1% mikroorganizmov, ktoré existujú v prírode.

- Neznalosť aplikovaného systému: Pri bioremediácii pracujeme s komplexným systémom dvoch alebo viacerých živých organizmov, ktorý vo všeobecnosti nie je úplne známy.

- Niektoré študované mikroorganizmy majú biotransformované znečisťujúce zlúčeniny v ešte toxickejších produktoch. Z tohto dôvodu je potrebné študovať organizmy bioremediátorov a ich interakcie do hĺbky v laboratóriu.

Okrem toho by sa mali vykonať pilotné testy malých meradiel (v teréne) pred ich masívnym použitím a monitorovaním procesov biorremediácie In situ, Zabezpečiť, aby dôjde k správnej hygiene životného prostredia.

- Extrapolácia výsledkov získaných v laboratóriu: V dôsledku vysokej zložitosti biologických systémov sa výsledky malých meradiel nemožno vždy extrapolovať v laboratóriu na poľné procesy.

- Osobnosti každého procesu bioremediácie: každý proces bioremediácie znamená špecifický experimentálny návrh podľa konkrétnych podmienok znečisteného miesta, typu znečisťujúcej látky, ktorá sa má liečiť a organizmy, ktoré sa majú uplatniť.

Je potrebné, aby boli tieto procesy riadené interdisciplinárnymi skupinami odborníkov, medzi ktorými musia byť okrem iného biológovia, chemikálie, inžinieri.

Udržiavanie environmentálnych fyzikálno -chemických podmienok na zvýhodnenie rastu a metabolickej aktivity záujmu znamená trvalú prácu počas procesu bioremediácie.

- Nakoniec, procesy bioremediácie môžu trvať dlhšie ako konvenčné fyzikálno -chemické procesy.

Odkazy

1. Boopatia, r. (2000). Obmedzenie faktorov technológií bioremediácie. Technológia bioresoucce. 
2. Eweis J. B., Ergas, s. J., Chang, D. P. A. a Schoede, D. (1999). Zásady biorrecurperácie. McGraw-Hill Inter-American zo Španielska.
3. McKinney, R. A. (2004). Mikrobiológia kontroly znečistenia životného prostredia. M. Dláčik.