زیست‌پالایی

زیست پالایی یا پاکسازی زیستی (به انگلیسی: Bioremediation)، به فرایندهایی گفته می‌شود که در آن، در راستای پاکسازی و پالایش زیست‌بوم و برگرداندن آن به شرایط نخستین، از ریزاندامگان، قارچ‌ها یا باکتریها و آنزیم آنها بکار گرفته می‌شود. مانند پالایش کلر هیدروکربن با کمک باکتری‌ها. نمونه آشکار آن بکارگیری ریزاندامگان و باکتری‌ها در پاکسازی آلودگی‌های نفتی است.

آلودگی نفتی

زیست پالایی یک تکنیک مدیریت زباله است و به استفاده از موجودات زنده برای حذف یا خنثی کردن آلاینده‌ها از یک وضعیت آلوده گفته می‌شود.[1] بر طبق تعریف آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحدهٔ آمریکا (US EPA)، زیست پالایی «فرایندی است که به طور طبیعی از موجودات زنده برای تجزیهٔ مواد خطرناک به مواد کمتر سمی یا غیر سمی استفاده می‌کند».

به طور کلی، فناوری‌ها می‌توانند به دو بخش در محل (in situ) و خارج از محل (ex situ) تقسیم‌بندی شوند. زیست پالایی در محل، شامل عملیات بر روی مواد آلوده در همان محل است. در حالی که عملیات خارج از محل شامل عملیات حذف مواد آلوده در جایی دیگر است. برخی از نمونه فناوری‌های مرتبط با زیست پالایی شامل گیاه پالایی (phytoremediation)، تخلیه زیستی (bioventing)، تصفیهٔ زیستی (bioleaching)، لندفارمینگ (landfarming)، بیوراکتور (bioreactor)، کمپوست کردن (composting)، تشدید زیستی (bioaugmentation)، ریزوفیلتراسیون (rhizofiltration) و تحریک زیستی (biostimulation) هستند.

زیست پالایی ممکن است خودبه خودی رخ دهد (میرایی طبیعی یا زیست پالایی درونی) یا ممکن است به طور مؤثر تنها از طریق افزودن کودها، اکسیژن و غیره که به افزایش رشد میکروب‌های آلوده خوار در محیط کشت کمک می‌کند (biostimulation)، انجام شود.

محققین نشان دادند که هوادهی خاک‌های آلوده به مواد نفتی با استفاده از تکنیک لندفارمینگ، زیست پالایی را افزایش می‌دهد.[2] خاک فاقد نیتروژن می‌تواند از طریق تجزیهٔ بیولوژیکی برخی مواد شیمیایی آلی نیتروژن دار، نیتروژن مورد نیاز را بدست آورد[3] همچنین خاک دارای مواد با ظرفیت بالای جذب آلاینده‌ها، می‌تواند به علت اینکه دسترسی مواد شیمیایی به میکروب‌ها محدود است، تجزیه زیستی ناچیزی داشته باشد.[4]

پیشرفت‌های اخیر نیز توانایی تجزیهٔ آلاینده‌ها از طریق افزودن سویه‌های میکروبی برای افزایش جمعیت میکروبی را ثابت کرده‌اند. میکروارگانیسم‌های مورد استفاده برای انجام عمل زیست پالایی، پالایشگرهای زیستی (bioremediator) نامبده می‌شوند.

با این حال، تمام آلاینده‌ها به راحتی توسط زیست پالایی با استفاده از میکروارگانیسم‌ها پردازش نمی‌شوند. برای مثال، فلزات سنگین مانند کادمیوم و سرب به آسانی توسط میکروارگانیسم‌ها جذب یا به دام انداخته نمی‌شوند. با این حال، اخیراً آزمایشات نشان داده که استخوان‌های ماهی قادر به جذب سرب از خاک آلوده هستند.[5][6] خاکستر استخوان، زیست پالایی مقادیر کم کادمیوم، مس و روی را نشان داده‌است.[7] از بین بردن آلاینده‌ها (نیترات، سیلیکات، کروم و سولفید) از فاضلاب با استفاده از جلبک دریایی نیز در مطالعه دیگر پیشنهاد شده‌است.[8]

از طرف دیگر ورود فلزات از قبیل جیوه به درون زنجیرهٔ غذایی مشکلات را بیشتر می‌کند. گیاه پالایی در این شرایط مفید است زیرا گیاهان طبیعی یا تراریخت قادر به جمع‌آوری این سموم در قسمت‌های فوقانی خاک هستند. قسمت فوقانی خاک بعداً به منظور جداسازی سموم می‌توانند برداشت شوند.[9]

فلزات سنگین موجود در زیست تود ه برداشت شده، می‌توانند سوزانده شده یا حتی برای استفاده‌های صنعتی بازیافت شوند. برخی از آثار هنری آسیب دیده در موزه‌ها حاوی میکروب‌هایی هستند که این میکروب‌ها می‌توانند به عنوان عوامل زیستی پالایشی شناخته شوند.[10] در مقابل این وضعیت، آلاینده‌های دیگر، مانند هیدرو کربن‌های آروماتیک (حلقوی) که معمولاً در مواد نفتی هستند، اهداف نسبتاً ساده ای برای تجزیهٔ میکروبی محسوب می‌گردند. حتی برخی خاک‌ها تا حدودی ظرفیت خود پالایی دارند، که این به دلیل حضور جوامع میکروبی بومی است که قادرند این ترکیبات را تجزیه کنند.[11]

از بین بردن طیف گسترده‌ای از آلاینده‌ها و مواد زائد از محیط زیست نیاز به افزایش درک ما از اهمیت مسیرهای مختلف و شبکه‌های تنظیمی چرخه کربن در محیط‌های ویژه دارد که این نیز قطعاً باعث توسعهٔ فناوری‌های زیست پالایی و فرایندهای زیست تبدیلی می‌شود.[12]

منابع
  1. 1. "Environmental Inquiry - Bioremediation".
  2. 2. Mann, D. K. , T. M. Hurt, E. Malkos, J. Sims, S. Twait and G. Wachter. 1996. Onsite treatment of petroleum, oil, and lubricant (POL)-contaminated soils at Illinois Corps of Engineers lake sites. US Army Corps of Engineers Technical Report No. A862603
  3. 3. Sims, G.K. (2006). "Nitrogen Starvation Promotes Biodegradation of N-Heterocyclic Compounds in Soil". Soil Biology & Biochemistry. 38: 2478–2480. doi:10.1016/j.soilbio.2006.01.006
  4. 4. O'Loughlin, E. J; Traina, S. J. ; Sims, G. K. (2000). "Effects of sorption on the biodegradation of 2-methylpyridine in aqueous suspensions of reference clay minerals". Environ. Toxicol. and Chem. 19: 2168–2174. doi:10.1002/etc.5620190904.
  5. 5. Kris S. Freeman (January 2012). "Remediating Soil Lead with Fishbones". Environmental Health Perspectives. 120: A20–1. doi:10.1289/ehp.120-a20a. PMC 3261960. PMID 22214821.
  6. 6. "Battling lead contamination, one fish bone at a time". Coast Guard Compass. July 9, 2012.
  7. 7. Huan Jing Ke Xue (February 2007). "Chemical fixation of metals in soil using bone char and assessment of the soil genotoxicity". Huan Jing Ke Xue. 28: 232–7. PMID 17489175.
  8. 8. Adam s. "marine Biology and oceanography".
  9. 9. Meagher, RB (2000). "Phytoremediation of toxic elemental and organic pollutants". Current Opinion in Plant Biology. 3 (2): 153–162. doi:10.1016/S1369-5266(99)00054-0. PMID 10712958.
  10. 10. Francesca Cappitelli; Claudia Sorlini (2008). "Microorganisms Attack Synthetic Polymers in Items Representing Our Cultural Heritage". Applied and Environmental Microbiology. 74: 564–9. doi:10.1128/AEM.01768-07. PMC 2227722. PMID 18065627.
  11. 11. Olapade, OA; Ronk, AJ (2014). "Isolation, Characterization and Community Diversity of Indigenous Putative Toluene-Degrading Bacterial Populations with Catechol-2,3-Dioxygenase Genes in Contaminated Soils". Microbial Ecology. 69: 59–65. doi:10.1007/s00248-014-0466-6. PMID 25052383.
  12. 12. Diaz E (editor). (2008). Microbial Biodegradation: Genomics and Molecular Biology (1st ed.). Caister Academic Press. ISBN 1-904455-17-4. http://www.horizonpress.com/biod.

پیوند به بیرون

https://web.archive.org/web/20091113123759/http://dbase.irandoc.ac.ir/00148/00148547.htm

http://www.microblahijan.blogfa.com/post-15.aspx

http://www.njavan.com/forum/showthread.php?t=35407

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.