Biorremediacja

Biorremediacja to każdy proces biotechnologiczny, który wykorzystuje mikroorganizmy, grzyby lub rośliny do czyszczenia i odkażenia środowiska

Co to jest bioremediacja?

Biorremediacja Jest to każdy proces biotechnologiczny, który wykorzystuje zdolności metaboliczne mikroorganizmów bakteryjnych, grzybów, roślin i/lub izolowanych enzymów, aby wyeliminować zanieczyszczenia w glebach i wodach, i przywracają je do ich naturalnego stanu.

Mikroorganizmy i niektóre rośliny mogą. Mogą nawet zdegradować niektóre związki organiczne do ich najprostszych postaci, takich jak metan (CH₄) i dwutlenek węgla (CO₂).

Niektóre mikroorganizmy i rośliny mogą również wydobywać lub unieruchomić w środowisku (In situ) Toksyczne elementy chemiczne, takie jak metale ciężkie. Unieruchamiając toksyczną substancję w środowisku, przestaje być dostępna dla organizmów żywych, a zatem nie wpływa na nich.

Dlatego spadek biodostępności substancji toksycznej jest również formą bioremediacji, chociaż nie oznacza eliminacji substancji pożywki.

Czynniki, które muszą być zoptymalizowane i utrzymywane w całym procesie bioremediacji

- Koncentracja i biodostępność zanieczyszczenia W warunkach środowiskowych: jeśli jest zbyt wysoki, może być szkodliwe dla tych samych mikroorganizmów, które mają zdolność ich biotransformowania.

- wilgotność: Dostępność wody jest niezbędna dla żywych organizmów, a także dla aktywności enzymatycznej katalizatorów biologicznych bez komórek. Ogólnie rzecz biorąc, 25 do 25% wilgotności względnej musi być przechowywane w glebie w procesie bioremediacji.

- temperatura: Musi być znaleziony w zakresie, który umożliwia przeżycie stosowanych organizmów i/lub wymaganej aktywności enzymatycznej.

- Biodisabilne składniki odżywcze: niezbędne do wzrostu i mnożenia mikroorganizmów zainteresowania. Głównie należy kontrolować węgiel, fosfor i azot, a także niektóre niezbędne minerały.

- kwasowość lub alkaliczność czynnika wodnego lub pH (Pomiar Hones H⁺ pośrodku).

- Dostępność tlenu: W większości technik bioremediacji stosuje się mikroorganizmy aerobowe (na przykład w kompostowaniu, biopylu i Gruntów rolnych) i konieczne jest napowietrzanie podłoża. Jednak mikroorganizmy beztlenowe mogą być stosowane w procesach bioremediacji, w bardzo kontrolowanych warunkach laboratoryjnych (przy użyciu bioreaktorów).

Może ci służyć: zarodniki: Charakterystyka i typy

Rodzaje bioremediacji

Wśród zastosowanych biotechnologii biotechnologii BI::

Bioestymulacja

Bioestymulacja składa się z stymulacji In situ Z tych mikroorganizmów obecnych już w zanieczyszczonym środowisku (natywne mikroorganizmy), zdolne do biorowiternowania substancji zanieczyszczającej.

Bioestymulacja osiąga się poprzez optymalizację warunków fizykochemicznych dla pożądanego procesu, to znaczy pH, tlen, wilgotność, temperatura, dodanie niezbędnych składników odżywczych.

Bioaiumentation

Bioaiumentacja implikuje wzrost liczby mikroorganizmów zainteresowania (najlepiej natywnych), dzięki dodaniu ich inokulum uprawianych w laboratorium.

Następnie, gdy zaszczepiono mikroorganizmy zainteresowania In situ, Warunki fizykochemiczne (jak w bioestymulacji) muszą być zoptymalizowane w celu promowania poniżającej aktywności mikroorganizmów.

Kompostowanie

Kompostowanie polega na zmieszaniu materiału zanieczyszczonego glebą nieograniczoną, uzupełnioną czynnikami ulepszającymi pochodzenie roślin lub zwierząt oraz składniki odżywcze. Ta mieszanina tworzy szyszki o wysokości do 3 m, oddzielone od siebie.

Natlenienie dolnych warstw stożków musi być kontrolowane, poprzez ich regularne usuwanie z jednego miejsca do drugiego z maszynami. Należy również utrzymać optymalne warunki wilgotności, temperatury, pH, składników odżywczych.

Biopilas

Technika biopylowego biopilas jest równa technikowi kompostowania opisanego powyżej, z wyjątkiem:

- Brak czynników ulepszających pochodzenie roślin lub zwierząt.

- Eliminacja napowietrzania przez przemieszczanie się z jednego miejsca do drugiego.

Biopilas pozostaje stały w tym samym miejscu, będąc przewiewnym w ich wewnętrznych warstwach za pośrednictwem systemu rur, którego koszty instalacji, operacji i konserwacji muszą być rozważone z fazy projektowej systemu.

Gruntów rolnych

Biotechnologia nazywana Gruntów rolnych Składa się z mieszania zanieczyszczonego materiału (osadów lub osadów) z pierwszymi 30 cm gleby nie zanieczyszczonej rozległym terenem.

W tych pierwszych centymetrach gleby degradacja substancji zanieczyszczających jest preferowana dzięki ich napowietrzaniu i mieszaniu. Do tych zadań stosuje się maszynerię rolną, takie jak ciągniki pługowe.

Może ci służyć: domowy sorbus: cechy, siedlisko, opieka, choroba

Fitorremediacja

Fitorremediacja, zwana także bioremediacją wspomaganą przez mikroorganizmy i rośliny, jest zestawem biotechnologii opartych na stosowaniu roślin i mikroorganizmów do usuwania, ograniczania lub zmniejszania toksyczności substancji zanieczyszczających w wodach powierzchniowych lub podziemnych, osadach i glebie.

Podczas fitoremediacji może wystąpić degradacja, ekstrakcja i/lub stabilizacja (zmniejszona biodostępność) zanieczyszczenia. Procesy te zależą od interakcji między roślinami i mikroorganizmami, które zamieszkują ich korzenie, na obszarze zwanym ryzosfery.

Fitorremediacja było szczególnie skuteczne w usuwaniu metali ciężkich i radioaktywnych z powierzchni lub wód gruntowych (lub zanieczyszczonej ryzofiltracji wody).

Biorrakty

Biorreactory są pojemnikami o znacznych rozmiarach, które pozwalają utrzymać bardzo kontrolowane warunki fizykochemiczne w wodnych pożywkach hodowlanych, w celu sprzyjania biologicznym procesowi zainteresowania.

W bioreaktorach można je hodować, na dużą skalę i w laboratorium, mikroorganizmy bakteryjne i grzyby, a następnie stosować je w procesie adwokata bio In situ. Mikroorganizmy można również kultywować z zainteresowaniem uzyskania ich poniżających enzymów substancji zanieczyszczających.

Biorreactor. Źródło: Wikimedia Commons

Mikrremediacja

Nazywa się to mikrremediacją do stosowania mikroorganizmów grzybowych (grzyby mikroskopowe), w procesach bioremediacji substancji toksycznej zanieczyszczeń.

Należy uznać, że uprawa grzybów mikroskopowych jest zwykle bardziej złożona niż w bakteriach, a zatem implikuje większe koszty. Ponadto grzyby rosną i rozmnażają się wolniej niż bakterie, a następnie będąc bioremediacją wspomaganą grzybami.

Biorremediacja w porównaniu z konwencjonalnymi technologiami fizycznymi i chemicznymi

Zalety

- Biotechnologie bioremediacji są znacznie tańsze i bardziej przyjazne dla środowiska niż konwencjonalnie stosowane ekologicznie technologie chemiczne i fizyczne.

- Zastosowanie bioremediacji ma niższy wpływ na środowisko niż konwencjonalne praktyki fizykochemiczne.

- Wśród mikroorganizmów stosowanych w procesach bioremediacji niektórzy mogą osiągnąć mineralizujące związki zanieczyszczające, zapewniając ich zniknięcie ze środowiska, co trudne do osiągnięcia w jednym etapie z konwencjonalnymi procesami fizykochemicznymi.

Może ci służyć: briofity

Niedogodności

- Mikrobiologiczne zdolności metaboliczne istniejące w naturze: Ponieważ tylko 1% mikroorganizmów istniejących w naturze izolowano, ograniczenie bioremediacji jest dokładnie identyfikacją mikroorganizmów zdolnych do biodegradacji specyficznej substancji zanieczyszczającej.

- Nieznajomość systemu stosowanego: W bioremediacji pracujemy ze złożonym systemem dwóch lub więcej żywych organizmów, który na ogół nie jest w pełni znany.

- Niektóre badane mikroorganizmy mają biotransformowane związki zanieczyszczające w jeszcze bardziej toksycznych produktach. Z tego powodu konieczne jest zbadanie organizmów bioremediatorów i ich interakcji szczegółowych w laboratorium.

Ponadto należy wykonać testy pilotażowe o małej skali (w terenie) przed masowym zastosowaniem i monitorowanie procesów biorremediacji In situ, Aby upewnić się, że santacja środowiskowa nastąpi poprawnie.

- Ekstrapolacja wyników uzyskanych w laboratorium: ze względu na wysoką złożoność układów biologicznych nie zawsze można ekstrapolować w laboratorium do procesów terenowych.

- Szczególność każdego procesu bioremediacji: Każdy proces bioremediacji implikuje określony projekt eksperymentalny, zgodnie z konkretnymi warunkami zanieczyszczonego miejsca, rodzaj zanieczyszczenia do leczenia i zastosowania organizmów do zastosowania.

Konieczne jest, aby te procesy były kierowane przez interdyscyplinarne grupy specjalistów, wśród których muszą istnieć biolodzy, chemikalia, inżynierowie, między innymi.

Utrzymanie warunków fizykochemicznych środowiskowych w celu sprzyjania wzrostowi i aktywności metabolicznej interesującej implikuje trwałe prace podczas procesu bioremediacji.

- Wreszcie, procesy bioremediacji mogą trwać dłużej niż konwencjonalne procesy fizykochemiczne.

Bibliografia

1. Boopathy, r. (2000). Ograniczanie czynników technologii bioremediacji. Technologia Bioresoucce. 
2. EWEIS J. B., Ergas, s. J., Chang, d. P. I. i Schoede, D. (1999). Zasady biorrekuperacji. McGraw-Hill Inter-American z Hiszpanii.
3. McKinney, r. I. (2004). Mikrobiologia kontroli zanieczyszczenia środowiska. M. Dekker.