Является ли биоремедиация эффективным способом дезактивации нашей планеты?

Что такое биоремедиация?

Биоремедиация - это метод обращения с отходами, в котором используются живые организмы, называемые биоремедиаторами, для нейтрализации, разрушения или удаления загрязняющих веществ с загрязненного участка. EPA определяет биоремедиацию как «обработку, в которой используются естественные организмы для разложения опасных веществ на менее токсичные или нетоксичные вещества». Биоремедиация может проводиться в месте загрязнения, известном как биоремедиация in situ, или она может проводиться в другом месте после сбора отходов на отдельном участке обработки для биоремедиации. Процесс биоремедиации может происходить естественным путем или, возможно, его необходимо стимулировать добавлением кислорода и удобрений.

Используемые методы

В методе биоремедиации in-situ дезактивация участка осуществляется эндогенными микробными популяциями участка. Микробы, населяющие это место, уже приспособлены к органическим химическим отходам и, таким образом, способны разлагать отходы посредством различных биохимических реакций, выполняемых ими. Иногда, когда определенные факторы, такие как кислород или минеральные питательные вещества, становятся ограничивающими, микробы могут быть неспособны выполнить свое действие биоремедиации. Однако при таких обстоятельствах на сайт добавляются ограничивающие факторы, процесс, известный как усиленная биоремедиация, чтобы стимулировать новый виток микробной активности. Использование насосов и воздуходувок для создания вакуума в почве для подачи воздуха в пустое пространство для подачи кислорода к микробам известно как биовентиляция. Получив свежий воздух, микробы возобновляют свою биоремедиационную деятельность, разрушая большое количество органических отходов. Биоремедиация ex-situ осуществляется с помощью различных методов, таких как компостирование, «земледелие» или использование наземных биореакторов. Надземные биореакторы, основанные на той же технологии, что и простая ферментация, используются для очистки загрязненной почвы или воды. Другими методами, используемыми в биоремедиации, являются фиторемедиация (при которой растения поглощают загрязняющие вещества из почвы и метаболизируют загрязняющие вещества в своих тканях), биовыщелачивание (металлы извлекаются из их руд микробами) и ризофильтрация (прохождение воды через массу корней, что позволяет корни для поглощения загрязняющих веществ в воде).

Успехи

Биоремедиация была наиболее успешной в ликвидации разливов нефти в океанах. Например, разлив нефти Exxon Valdez 1989 года на Аляске привел к выбросу в пролив Принца Уильяма почти 11–38 миллионов галлонов сырой нефти, что серьезно затронуло 350 миль береговой линии в регионе. Одним из важных способов очистки от разлива нефти было использование усовершенствованных методов биоремедиации на месте, где были добавлены удобрения, чтобы обеспечить питательные вещества для микробов при очистке разлива нефти благодаря их метаболическому действию. Ученые также создали супер-жучки (отличные от устойчивых к лекарствам микробов), первый из которых был разработан в лаборатории индийско-американским ученым Анандой Моханом Чакрабарти в 1970-х годах. Эти супербаги являются микроорганизмами, которые были генетически преобразованы, чтобы наделить их генами, которые помогают этим микробам расщеплять токсичные сложные углеводороды, такие как те, которые обнаруживаются при разливе нефти, на менее вредные вещества. В 1980 году Чакрабарти получил патент на своего «супербуга», который стал первым патентом, когда-либо выданным генно-инженерному организму. В случае попадания в природную среду, где произошли разливы нефти, эти супер-жуки могут сыграть жизненно важную роль в очистке территории.

Неудачи

Биоремедиация - это новая технология в ее первые годы. Для успешной программы биоремедиации нужны специалисты из разных дисциплин, таких как микробиология, инженерия, геология и почвоведение, чтобы инициировать, выполнить и завершить успешную программу биоремедиации. Однако на данный момент не хватает достаточного количества персонала, который достаточно хорошо подготовлен для выполнения процедур биоремедиации. Кроме того, поскольку эта технология не связана с какими-либо прибыльными конечными продуктами, инвестиции в исследования и разработки в области биоремедиации являются медленными. Более интенсивные исследования необходимы для производства микробов, которые более эффективны в разложении очень сложных углеводородов, но финансирование в этом секторе оставляет желать лучшего. Кроме того, каждый участок отходов имеет свои собственные требования, и, следовательно, программа биоремедиации должна быть эффективно адаптирована для каждого участка, опять же требуя достаточной рабочей силы, времени и средств.

Что день грядущий?

Если биоремедиация станет более популярной, вышеуказанные ограничивающие факторы должны исчезнуть. Потребность в биоремедиации больше, чем когда-либо, в современном мире, где загрязнение окружающей среды, связанное с скоплением большого количества отходов на поверхности Земли и разливами нефти, покрывающими океаны, приводит к массовой гибели флоры и фауны и влияет на здоровье человека. отрицательно. В таких обстоятельствах биоремедиация обещает естественное и эффективное решение проблемы, и есть надежда, что в будущем эта технология будет использоваться в более широком масштабе для очистки токсичных отходов на Земле.