Je bioremediacija učinkovit način za dekontaminacijo našega planeta?

Kaj je bioremediacija?

Bioremediacija je tehnika ravnanja z odpadki, ki uporablja žive organizme, imenovane bioremediators, za nevtralizacijo, razgradnjo ali odstranitev onesnaževal iz onesnaženega območja. EPA opredeljuje bioremediation kot "zdravljenje, ki uporablja naravne organizme za razgradnjo nevarnih snovi v manj strupene ali nestrupene snovi". Bioremediacija se lahko izvede na mestu onesnaženja, znanega kot bioremediacija in situ, ali pa se lahko izvede na drugem mestu po zbiranju odpadnega materiala na ločenem mestu za bioremediacijo. Proces bioremediacije se lahko pojavi naravno ali pa ga je treba spodbujati z dodatkom kisika in gnojil.

Uporabljene metode

Pri in-situ tehnologiji bioremedijacije se dekontaminacija mesta opravi z endogeno mikrobno populacijo. Mikrobi, ki naseljujejo kraj, so že prilagojeni organskim kemičnim odpadkom in tako lahko razgradijo odpadke z različnimi biokemičnimi reakcijami, ki jih izvajajo. Včasih, ko določeni dejavniki, kot so kisik ali mineralna hranila, postanejo omejevalni, lahko mikrobi ne bi mogli izvesti svoje bioremediacije. Vendar pa so v takih okoliščinah na območje dodani omejevalni dejavniki, proces, znan kot okrepljena bioremediacija, ki spodbuja nov krog mikrobne dejavnosti. Uporaba črpalk in puhal za ustvarjanje vakuuma v tleh, ki piha v zrak v prazen prostor za dovajanje kisika v mikrobe, je znana kot bio-odzračevanje. S svežo oskrbo z zrakom mikrobi ponovno začnejo z aktivnostmi bioremediacije, tako da razgrajujejo velike količine organskih odpadkov. Bioremediacija ex-situ se izvaja z različnimi tehnikami, kot so kompostiranje, "obdelovanje zemlje" ali z uporabo nadzemnih bioreaktorjev. Nadzemni bioreaktorji, ki temeljijo na isti tehnologiji kot enostavna fermentacija, se uporabljajo za obdelavo onesnažene zemlje ali vode. Druge tehnike, ki se uporabljajo pri bioremedijaciji, so fitoremediacija (kjer rastline absorbirajo onesnaževalce iz zemlje in presnavljajo onesnaževalce v svojih tkivih), biološko izločanje (kovine se pridobivajo iz rud z mikrobi) in rizofiltracija (prehod vode skozi maso korenin, da se omogoči korenine, ki absorbirajo onesnaževalce v vodi).

Uspehi

Bioremediacija je bila najbolj uspešna pri čiščenju razlitja nafte v oceanih. Na primer, razlitje nafte Exxon Valdez leta 1989 na Aljaski je privedlo do sproščanja skoraj 11 do 38 milijonov galon surove nafte v Sound of Prince William, kar je močno prizadelo 350 milj obale v regiji. Eden od pomembnih načinov čiščenja tega razlitja nafte je bil z uporabo izboljšanih tehnik bioremedijacije in situ, kjer so bila dodana gnojila, ki mikrobom zagotavljajo hranila pri čiščenju razlitja nafte z njihovim metaboličnim delovanjem. Superbugi (ki se razlikujejo od mikrobov, odpornih na zdravila) so ustvarili tudi znanstveniki, prvi v laboratoriju je razvil indijski ameriški znanstvenik Ananda Mohan Chakrabarty v sedemdesetih letih. Ti superge so mikroorganizmi, ki so bili genetsko preoblikovani, da bi jim dali gene, ki pomagajo tem mikroorganizmom razgraditi toksične kompleksne ogljikovodike, kot so tisti, ki jih najdemo v razlitju nafte, v manj škodljive snovi. Leta 1980 je Chakrabarty pridobil patent za svoj "superžig", kar je bil prvi patent, ki je bil kdajkoli podeljen za gensko spremenjen organizem. Če bi jih vnesli v naravno okolje, kjer so se pojavila razlitja nafte, bi lahko imele te superge tudi ključno vlogo pri čiščenju območja.

Neuspeh

Bioremediacija je v začetnih letih nova tehnologija. Za uspešen program bioremediacije so potrebni strokovnjaki iz različnih disciplin, kot so mikrobiologija, inženirstvo, geologija in znanosti o tleh, da sprožijo, izvedejo in dokončajo uspešen program bioremediacije. Vendar pa še vedno primanjkuje dovolj osebja, ki bi bilo usposobljeno dovolj dobro za izvajanje postopkov bioremediacije. Ker ta tehnologija ni povezana z nobenimi donosnimi končnimi proizvodi, so naložbe v raziskave in razvoj na področju bioremediacije počasne. Potrebne so intenzivnejše raziskave za proizvodnjo mikrobov, ki so učinkovitejši pri uničevanju zelo kompleksnih ogljikovodikov, vendar je financiranje v tem sektorju slabo. Vsako odlagališče ima svoje zahteve, zato je treba program bioremediacije učinkovito prilagoditi za vsako območje, kar zahteva ponovno zadostno človeško moč, čas in sredstva.

Kaj ima prihodnost?

Če želimo, da bi bioremediacija postala bolj priljubljena, morajo zgornji omejevalni dejavniki izginiti. Potreba po bioremediaciji je bolj kot kdaj koli prej v današnjem svetu, kjer onesnaževanje okolja, ki vključuje združevanje velikih količin odpadkov na površini Zemlje in razlitja nafte po oceanih, povzroča veliko izgubo flore in favne ter vpliva na zdravje ljudi. negativno. V takšnih okoliščinah bioremediacija obljublja naravno in učinkovito rešitev problema in obstaja upanje, da se bo ta tehnologija v prihodnosti izkoristila v večjem obsegu za čiščenje strupenih odpadkov na Zemlji.