Je Bioremediation efektívny spôsob, ako dekontaminovať našu planétu?

Čo je Bioremediation?

Bioremediácia je technika nakladania s odpadom, ktorá využíva živé organizmy zvané bioremediatory na neutralizáciu, rozkladanie alebo odstraňovanie znečisťujúcich látok z kontaminovaného miesta. EPA definuje bioremediáciu ako „liečbu, ktorá využíva prirodzene sa vyskytujúce organizmy na rozklad nebezpečných látok na menej toxické alebo netoxické látky“. Bioremediácia sa môže uskutočniť v mieste kontaminácie známom ako in situ bioremediácia alebo sa môže uskutočniť na inom mieste po zbere odpadového materiálu do samostatného miesta spracovania na bioremediáciu. Proces bioremediácie sa môže vyskytnúť prirodzene alebo môže byť potrebné stimulovať pridaním kyslíka a hnojív.

Použité metódy

V in-situ bioremediačnej technike sa dekontaminácia miesta vykonáva endogénnymi mikrobiálnymi populáciami v mieste. Mikróby, ktoré obývajú miesto, sú už prispôsobené organickým chemickým odpadom a sú teda schopné degradovať odpad prostredníctvom rôznych biochemických reakcií, ktoré vykonávajú. V čase, keď sa určité faktory, ako napríklad kyslík alebo minerálne živiny, stávajú limitujúcimi, mikróby nemusia byť schopné vykonávať svoju činnosť bioremediácie. Za takýchto okolností sa však k miestu pridávajú limitujúce faktory, proces známy ako zvýšená bioremediácia, aby sa podporilo nové kolo mikrobiálnej aktivity. Použitie čerpadiel a dúchadiel na vytvorenie vákua v pôde na vyfukovanie vzduchu do prázdneho priestoru na dodávku kyslíka do mikróbov je známe ako bio-odvzdušňovanie. S čerstvým prívodom vzduchu mikróby obnovia svoje bioremediačné aktivity a rozložia veľké množstvá organických odpadov. Ex-situ bioremediácia sa vykonáva pomocou rôznych techník, ako je kompostovanie, "obrábanie pôdy", alebo pomocou nadzemných bioreaktorov. Vyššie uvedené zemné bioreaktory, založené na rovnakej technológii ako jednoduchá fermentácia, sa používajú na úpravu kontaminovanej pôdy alebo vody. Iné techniky používané v bioremediácii sú fytoremediácia (kde rastliny absorbujú kontaminanty z pôdy a metabolizujú kontaminanty vo svojich tkanivách), biolúhovanie (kovy sú extrahované z ich rúd mikróbmi) a rhizofiltrácia (prechod vody cez masu koreňov, aby sa umožnilo korene absorbovať kontaminanty vo vode).

úspechy

Bioremediácia bola najúspešnejšia pri odstraňovaní ropných škvŕn v oceánoch. Napríklad ropná škvrna Exxon Valdez z roku 1989 na Aljaške viedla k uvoľneniu takmer 11 až 38 miliónov galónov ropy do Prince William Sound, čo vážne ovplyvnilo 350 míľ pobrežia v regióne. Jedným z dôležitých spôsobov čistenia tejto ropnej škvrny bolo použitie zdokonalených in-situ bioremediačných techník, do ktorých boli pridané hnojivá, aby sa mikroorganizmy zbavili živín pri čistení úniku oleja ich metabolickým pôsobením. Superbugs (odlišný od mikróbov rezistentných na liečivá) vytvorili aj vedci, prvý z nich bol vyvinutý v laboratóriu indickým americkým vedcom Anandom Mohan Chakrabartym v 70. rokoch. Tieto superbugy sú mikroorganizmy, ktoré boli geneticky transformované, aby im dali gény, ktoré pomáhajú týmto mikróbom rozkladať toxické komplexné uhľovodíky, ako napríklad tie, ktoré sa nachádzajú v ropných škvrnách, na menej škodlivé látky. V roku 1980, Chakrabarty dosiahol patent pre jeho "superbug", to je prvý patent vôbec udelený pre geneticky modifikovaný organizmus. Ak by sa tieto superbuky dostali do prírodného prostredia, v ktorom došlo k úniku ropy, mohli by zohrávať dôležitú úlohu pri čistení oblasti.

prekážky

Bioremediácia je nová technológia v jej začiatkoch. Úspešný bioremediačný program potrebuje expertov z viacerých disciplín, ako je mikrobiológia, inžinierstvo, geológia a pôdne vedy, aby iniciovali, realizovali a dokončili úspešný bioremediačný program. Zatiaľ však chýba dostatok personálu, ktorý by bol dostatočne dobre vyškolený na vykonávanie postupov bioremediácie. Keďže táto technológia nie je spojená so žiadnymi ziskovými koncovými produktmi, investície do výskumu a vývoja v oblasti bioremediácie sú pomalé. Na výrobu mikróbov, ktoré sú účinnejšie pri odbúravaní vysoko komplexných uhľovodíkov, je však potrebný intenzívnejší výskum, ktorý je však v tomto sektore nedostatočný. Každá skládka odpadu má tiež svoju vlastnú požiadavku, a preto musí byť program bioremediácie účinne prispôsobený pre každú lokalitu, čo si opäť vyžaduje dostatočné ľudské sily, čas a finančné prostriedky.

Čo drží budúcnosť?

Ak sa má bioremediácia stať populárnejšou, vyššie uvedené obmedzujúce faktory musia zmiznúť. Potreba bioremediácie je v dnešnom svete viac ako inokedy, kde znečistenie životného prostredia zahŕňajúce hromadenie veľkých množstiev odpadu na povrchu Zeme a ropných škvŕn pokrývajúcich oceány vedie k masívnej strate fauny a flóry a ovplyvňuje ľudské zdravie. nepriaznivo. Za takýchto okolností bioremediácia sľubuje prirodzené a účinné riešenie problému a existuje nádej, že táto technológia bude v budúcnosti využívaná vo väčšom meradle na čistenie toxických odpadov na Zemi.