Застосування біотехнологій для очищення довкілля
Видалення хімічного забруднення з води та ґрунту коштувало суспільству значних засобів і відбувалося з відносно обмеженим успіхом. Території, що вимагають величезних грошових вкладень, продовжують існувати десятиліттями після їх виявлення, і більша частина грошей, витрачених на ці території, спрямовується на різноманітні звіти щодо детального вивчення ступеня забруднення та ризиків, що виникають при використанні та очищенні таких територій. Існує кілька способів видалення хімічних забруднювачів. По-перше, фізичне переміщення забруднювача зазвичай просто з одного місця на інше. По-друге, перенесення забруднювачів з одного середовища, наприклад ґрунту або води, в інше, зазвичай повітря. Справді, результатом багатьох технологій є видалення забруднювачів із води та вивільнення їх у повітря. Навіть якщо забруднена вода проходить через активоване вугілля, токсичність забруднювачів у абсолютному вираженні не зменшується, оскільки відбувається лише концентрування забруднюючих речовин. Спалювання відходів при високій температурі призводить до руйнування забруднювачів, але ця технологія дуже дорога і може бути пов'язана з викидом токсичних сполук в атмосферу.
Біоремедіація пропонує інший підхід: використання мікроорганізмів на забруднених територіях або сміттєпереробних заводах для перетворення потенційно небезпечних хімічних сполук на безпечні або менш небезпечні. Технологія біоремедіації отримує високі оцінки у популярній пресі та заохочується за хороші результати екологічними службами. Однак доведеться ще подолати цілу низку технічних труднощів. Тому сміттєпереробна промисловість продовжує йти шляхомнайменшого опору: збирає відходи, які потім зберігаються на полігонах або спалюються. Деякі з останніх розробок обіцяють зробити біоремедіацію привабливішою.
До найуспішніших технологій біоремедіації відносяться ті, в яких використовуються мікроорганізми, які в природних умовах присутні у забрудненому середовищі. Багато бактерії і гриби, що зустрічаються в природі, здатні руйнувати хімічні забруднювачі. До них відносяться, наприклад, мікроорганізми, що руйнують пестициди та поліхлоровані біфеніли, а також здатні до детоксикації важких металів. Інший підхід полягає в інтродукції спеціально виведених або ГМ-мікроорганізмів. Проте використання природних видів мікроорганізмів нині є привабливішим.
Цілком очевидно, що використання природних процесів для очищення середовища від небезпечних сполук – процес тривалий. Тому ми маємо обміркувати шляхи підвищення його швидкості. Методи біостимуляції припускають внесення азотовмісних та інших поживних сполук на територіях, де вже існують необхідні мікроорганізми, що створює сприятливі умови для їх розмноження. Наприклад, забруднені водойми збагачують метаном як джерело поживних речовин для бактерій, що постійно живуть там.
Ще одна винайдена технологія передбачає підвищення біодоступності таких нерозчинних забруднюючих речовин, як поліхлоровані біфеніли. Біодоступність є показником, який визначає, наскільки конкретна речовина доступна рослинам або мікроорганізмам на цій території. Висока біодоступність є негативним чинником щодо забруднювачів, оскільки такі речовини легко надходять у харчові ланцюги. Однак, якщо ви намагаєтеся збільшити доступність хімічнихречовин для мікроорганізмів з метою підвищення ефективності біоремедіації необхідно придумати методи, що дозволяють збільшити розчинність цих сполук, а також зменшити ймовірність їх абсорбції ґрунтовими частинками. Дії, які в даному випадку можуть бути корисними, включають нагрівання, застосування сурфактантів (поверхнево активних речовин), вентиляцію компосту вологим повітрям для підтримки оптимальної вологості реакційного середовища, використання хімічних агентів, що відновлюють. Нещодавно були отримані патенти на застосування в компості целюлозосодержащіе матеріалу, бобових рослин або мікроорганізмів. Забруднювачі утримуються волокнами целюлози і стають доступнішими. Дуже важлива підтримка анаеробних (відсутність кисню) умов або in situ, або в процесі обробки. Анаеробні умови сприяють процесу детоксикації багатьох органічних та неорганічних забруднювачів.
Біоремедіація цікавить навіть при забрудненні важкими металами. Бактерії, що «живляться» металами, присутні в ґрунті в природних умовах 1 .
До важких металів відносяться миш'як, сурма, берилій, кадмій, хром, мідь, свинець, ртуть, залізо, марганець, радій, нікель, селен, срібло, талій та цинк. Приклади застосування біоремедіації включають очищення від важких металів, очищення поверхневих вод, підземних вод та (або) ґрунту від миш'яку, обробку відпрацьованих металовмісних розчинів. Очевидно, що метал не зникає взагалі, а переходить у менш токсичну форму.
Серед найбільш відомих металспоживаючих бактерій можна відзначити анаеробні бактерії, які відновлюють шестивалентний хром до тривалентного хрому. Шестивалентний хром викликає рак у людини, тоді як тривалентний не чинить подібної дії. Зазвичайхромовмісні ґрунти проходять обробку в біореакторі, де створюються умови, оптимальні для впливу мікроорганізмів. Деякі з нещодавно розроблених технологій пропонують залишати забруднені хромом ґрунти на місці, додаючи в них відновлюючі агенти та певні поживні речовини, які сприятливі для бактерій, що відновлюють. Це завжди сприяє зволоженню ґрунту.
Однак технологія біоремедіації має свої труднощі та недоліки, особливо у разі очищення водойм. Умови у водоймах схильні до зміни (наприклад, може змінюватися рН, доступність кисню або поживних речовин), створюючи складності для зростання та розвитку культури мікроорганізмів. Інший недолік даної технології — існуюча ймовірність «втечі» невластивих даному середовищу мікроорганізмів за межі території, що обробляється, що може створити серйозні проблеми. Крім того, може бути небажаним проникнення мікроорганізмів у підземні води, особливо, якщо ця вода використовується для пиття. Наприклад, доводиться проводити численні маніпуляції, щоб уникнути попадання метану в питну воду.
Деякі забруднювачі потребують цілого консорціуму мікроорганізмів. До таких забруднювачів відносять, наприклад, поліароматичні гідрокарбонати та поліхлоровані біфеніли. Очищення подібних територій потребує інтродукції нових мікроорганізмів. Деякі природні умови або генетично модифіковані мікроорганізми створені для очищення середовища від специфічних забруднювачів. Генетично модифіковані мікроорганізми повинні бути інтродуковані в нові умови навколишнього середовища, де їм необхідно надати можливість рости та харчуватися. Проблеми інтродукції нових популяцій мікроорганізмів у певне місце проживання були вжерозглянуто раніше.
Чи зможе біоремедіація змінити наш склад розуму, в якому міцно оселилася вистава «викопай та спали»? Багато залежатиме від прийняття цієї технології широким загалом. Незважаючи на те, що концепція біоремедіації базується на невтручанні та дружньому відношенні до навколишнього середовища, окремі впливові діячі на місцях дотримуються старих методів і намагаються вставити ціпки в колеса комплексного очищення навколишнього середовища від забруднення. Використання біологічних методів очищення вимагатиме терпимості та наполегливості з боку громадськості.
Google pixel 128gb на запчастини google pixel.