Biorremediation

Biorremediation er enhver bioteknologisk prosess som bruker mikroorganismer, sopp eller planter for å rengjøre og dekontaminere et miljø

Hva er bioremediering?

De Biorremediation Det er enhver bioteknologisk prosess som bruker metabolske kapasiteter til bakterielle mikroorganismer, sopp, planter og/eller deres isolerte enzymer, for å eliminere forurensninger i jord og vann, og returnere dem til deres naturlige tilstand.

Mikroorganismer og noen planter kan biotransformere et bredt utvalg av miljøgifter og giftige organiske forbindelser, til de gjør dem ikke -harmfulle eller ufarlige. De kan til og med forringe noen organiske forbindelser til sine enkleste former, for eksempel metan (CH₄) og karbondioksid (CO₂).

Noen mikroorganismer og planter kan også trekke ut eller immobilisere i miljøet (In situ) Giftige kjemiske elementer, for eksempel tungmetaller. Ved å immobilisere det giftige stoffet i miljøet, slutter det å være tilgjengelig for levende organismer, og påvirker derfor ikke dem.

Derfor er reduksjonen i biotilgjengeligheten til et giftig stoff også en form for bioremediering, selv om det ikke innebærer eliminering av medium stoffet.

Faktorer som må optimaliseres og vedlikeholdes gjennom hele bioremedieringsprosessen

- De Konsentrasjon og biotilgjengelighet av forurensningen Under miljøforhold: Hvis det er for høyt, kan det være skadelig for de samme mikroorganismer som har evnen til å biotransform dem.

- De luftfuktighet: Vanntilgjengelighet er viktig for levende organismer, så vel som for den enzymatiske aktiviteten til cellefrie biologiske katalysatorer. Generelt må 25 til 25% relativ luftfuktighet holdes i jordsmonn i prosessen med bioremediering.

- De temperatur: Det må finnes i området som tillater overlevelse av de anvendte organismer og/eller den nødvendige enzymatiske aktiviteten.

- De Biodisible næringsstoffer: uunnværlig for vekst og multiplikasjon av mikroorganismer av interesse. Hovedsakelig må karbon, fosfor og nitrogen kontrolleres, samt noen essensielle mineraler.

- De surhet eller alkalinitet av det vandige mediet eller pH (Måling av hones h⁺ i midten).

- De oksygen tilgjengelighet: I de fleste bioremedieringsteknikker brukes aerobe mikroorganismer (for eksempel i kompostering, biopyler og Landfaring), og lufting av underlaget er nødvendig. Imidlertid kan anaerobe mikroorganismer brukes i bioremedieringsprosesser, under veldig kontrollerte laboratorieforhold (ved bruk av bioreaktorer).

Kan tjene deg: Sporer: Kjennetegn og typer

Typer bioremediasjon

Blant bi -remediation bioteknologier er det følgende:

Bioestimulering

Bioestimulering består av stimulering In situ Av de mikroorganismer som allerede.

Bioestimulering oppnås ved å optimalisere de fysisk -kjemiske forholdene for at den ønskede prosessen skal oppstå, det vil si pH, oksygen, fuktighet, temperatur, blant andre, tilsetning av nødvendige næringsstoffer.

Bioaumentasjon

Bioaumentasjon innebærer økningen i mengden mikroorganismer av interesse (helst innfødt), takket være tilsetningen av deres inokulum som er dyrket i laboratoriet.

Deretter når mikroorganismene av interesse er inokulert In situ, Fysisk -kjemiske forhold (som ved bioestimulering) må optimaliseres for å fremme den nedverdigende aktiviteten til mikroorganismer.

Kompostering

Kompostering består av å blande materialet som er forurenset med ikke -følget jord, komplementert med forbedringsmidler for plante- eller dyrets opprinnelse, og næringsstoffer. Denne blandingen danner kjegler opp til 3 m høy, atskilt fra hverandre.

Oksygenering av de nedre lagene på kjeglene må kontrolleres, gjennom deres regelmessige fjerning fra et sted til et annet med maskiner. De optimale forholdene for fuktighet, temperatur, pH, næringsstoffer, må også opprettholdes også.

Biopilas

Biopylbiopilaseknikken er lik den for komposteringen beskrevet ovenfor, bortsett fra:

- Fraværet av forbedringsmidler for plante- eller dyrs opprinnelse.

- Eliminering av lufting ved bevegelse fra et sted til et annet.

Biopiler forblir fikset på samme sted, og er luftig i sine interne lag gjennom et rørsystem, hvis installasjons-, drifts- og vedlikeholdskostnader må vurderes fra systemdesignfasen.

Landfaring

Bioteknologien kalt Landfaring Det består av å blande det forurensede materialet (slam eller sedimenter) med de første 30 cm jord som ikke er forurenset av omfattende terreng.

I de første centimeter av jord er nedbrytningen av forurensende stoffer foretrukket takket være deres lufting og blanding. For disse oppgavene brukes landbruksmaskiner, for eksempel plogtraktorer.

Kan tjene deg: innenlandsk sorbus: egenskaper, habitat, omsorg, sykdom

Fitorremediation

Fitorremediering, også kalt bioremediering assistert av mikroorganismer og planter, er et sett med bioteknologier basert på bruk av planter og mikroorganismer for å fjerne, begrense eller redusere toksisiteten til forurensende stoffer i overflaten eller underjordiske vann, slam og jord.

Under fytoremedieringen kan nedbrytning, ekstraksjon og/eller stabilisering (redusert biotilgjengelighet) av forurensningen oppstå. Disse prosessene avhenger av interaksjonen mellom planter og mikroorganismer som bor i røttene sine, i et område som kalles rizosfære.

Fitorremediation har vært spesielt vellykket med fjerning av tungmetaller og radioaktive stoffer fra overflate eller grunnvann (eller forurenset vann rizofiltrasjon).

Biorrektorer

Biorrektorer er beholdere med betydelig størrelse, som gjør det mulig å opprettholde svært kontrollerte fysisk -kjemiske forhold i vandige kulturmedier, med sikte på å favorisere en biologisk interesseprosess.

I bioreaktorer kan de dyrkes, i stor skala og i laboratoriet, bakterielle mikroorganismer og sopp og deretter bruke dem i biojusteringsprosesser In situ. Mikroorganismer kan også dyrkes med interessen for å oppnå deres nedverdigende enzymer av forurensende stoffer.

Biorraktor. Kilde: Wikimedia Commons

Micorremediation

Det kalles micorremediation til bruk av soppmikroorganismer (mikroskopisk sopp), i bioremedieringsprosesser av et giftig forurensende stoff.

Det bør vurderes at dyrking av mikroskopiske sopp vanligvis er mer kompleks enn bakterier og derfor innebærer større kostnader. I tillegg vokser sopp og reproduserer saktere enn bakterier, og deretter er soppassistert bioremediering.

Biorremediation sammenlignet med konvensjonelle fysiske og kjemiske teknologier

Fordeler

- Bioremediation Biotechnologies er mye billigere og mer vennlig med miljøet enn konvensjonelt anvendte miljøvennlige kjemiske og fysiske teknologier.

- Anvendelsen av bioremediering har lavere miljøpåvirkning enn konvensjonell fysisk -kjemisk praksis.

- Blant mikroorganismene som brukes i bioremedieringsprosesser, kan noen nå mineraliserende forurensende forbindelser, og sikre at de forsvinner fra miljøet, noe vanskelig å oppnå i ett trinn med konvensjonelle fysisk -kjemiske prosesser.

Det kan tjene deg: Briophits

Ulemper

- Mikrobielle metabolske kapasiteter som eksisterer i naturen: Siden bare 1% av mikroorganismene som eksisterer i naturen, er blitt isolert, er en begrensning av bioremediering nettopp identifiseringen av mikroorganismer som er i stand til å biologisk nedbryte et spesifikt spesifikt forurensende stoff.

- Uvitenhet om det anvendte systemet: I bioremediering jobber vi med et komplekst system med to eller flere levende organismer, som generelt ikke er helt kjent.

- Noen studerte mikroorganismer har biotransformerte forurensende forbindelser i enda mer giftige av -produkter. Av denne grunn er det nødvendig å studere bioremediatororganismer og deres interaksjoner i dybden i laboratoriet.

I tillegg bør pilotprøver i små og skalere (i feltet) gjøres før du bruker dem massivt, og overvåker biorremedieringsprosessene In situ, For å sikre at miljøanlegg skjer riktig.

- Ekstrapolering av resultater oppnådd i laboratoriet: På grunn av den høye kompleksiteten i biologiske systemer, kan ikke småskala -resultater alltid ekstrapoleres i laboratoriet til feltprosesser.

- Spesialiteter ved hver bioremedieringsprosess: Hver bioremedieringsprosess innebærer en spesifikk eksperimentell design, i henhold til de spesielle forholdene på det forurensede stedet, typen forurensende stoff som skal behandles og organismer som skal brukes.

Det er nødvendig at disse prosessene styres av tverrfaglige grupper av spesialister, blant dem det må være biologer, kjemikalier, ingeniører, blant andre.

Opprettholdelse av miljøfysisk -kjemiske forhold for å favorisere vekst og metabolsk aktivitet av interesse innebærer permanent arbeid under bioremedieringsprosessen.

- Endelig kan bioremedieringsprosesser ta lengre tid enn konvensjonelle fysisk -kjemiske prosesser.

Referanser

1. Boopati, r. (2000). Begrensende faktorer for bioremediasjonsteknologier. Bioresoucce -teknologi. 
2. Eweis J. B., Ergas, s. J., Chang, d. P. OG. og Schoede, D. (1999). Prinsipper for biorrecuperation. McGraw-Hill Inter-American fra Spania.
3. McKinney, r. OG. (2004). Miljøforurensningskontrollmikrobiologi. M. Dekker.