زیست پالایی Bioremediation + نحوه عملکرد

زیست پالایی یا Bioremediation فرایندی است که طی آن آلاینده ها توسط موجودات زنده، عمدتا میکروارگانیسم‌ها، در شرایط کنترل شده تجزیه شده و به حالت غیر زیان‌آور می‌رسد، یا اینکه غلظت آن‌ها به حد کمتر از مقدار مجاز سازمان‌های قانون‌گذار می‌رسد.

علاوه بر میکروارگانیسم ها گیاهان و قارچها نیز عمل زیست پالایی را انجام می دهند. زیست پالایی برای نابودی مواد شیمیایی در خاک، آب زیرزمینی، فاضلاب ، لجن ، پسماند های صنعتی و گازها به کار می رود.بیشترین توجه هم اکنون در راستای نفت و فرآورده های نفتی معطوف شده است.

معیارهای لازم جهت استفاده از تکنیک زیست پالایی:

1-میکروارگانیسمهایی که به فعالیت کاتابولیکی نیاز دارند باید موجود باشند.
2-میکروارگانیسم های یاد شده باید توان تبدیل ترکیب را به سرعتی معقول داشته باشند.
3-ترکیب های هدف باید در دسترس ریز جانداران باشند.
4-شرایط محیطی باید به گونه ای باشد که رشد میکروبی یا فعالیت آنها را تشدید کند.
5-مکان آلوده فاقد غلظت ها یا ترکیب های شیمیایی باشد که برای گونه های تجزیه کننده بازدارنده است.

6-هزینه ی این فناوری نباید بیشتر از دیگر روش هایی باشد که می توانند ماده شیمیایی مورد نظر را نابود سازند.

 ادامه مطلب در ادامه...
 

زیست پالایی چگونه عمل می کند؟

آنزیم های رها شده توسط میکروب ها،ماده آلاینده را به قطعات قابل هضم تجزیه می کنند.این قطعات به عنوان غذا توسط میکروارگانیسم ها،مصرف می شوند.پسماندهای بیولوژیکی بی خطر،همه ی آن چیزی هستند که از ماده آلوده باقی می مانند.آنزیم های منتشرشده توسط میکروارگانیسم ها ،فقط می توانند به یک سطح از ماده آلاینده حمله کنند و این منجر به کند شدن فرایند و تاثیر کمتر آن می شود.بیوسورفاکتانت های تولید شده توسط میکروارگانیسم ها ،به وسیله امولسیون کردن لایه آلوده ،آن را به ذرات ریزی می شکنند که حلال در آب هستند.و سپس می توانند توسط آنزیم ها احاطه شده و به سرعت هضم شوند.

فرمهای کلی زیست پالایی

1- Intrinsic Bioremediation:(زیست پالایی طبیعی و بی واسطه)

دنبال کردن فرآیند طبیعی تجزیه زیستی است و از طریق آن میکروارگانیسم های طبیعی موجود در محیط در همان شرایط طبیعی حذف آلودگی ها را تا سطح قابل قبولی انجام می دهند.

Biostimulation -2 :(تحریک زیستی)

در این موارد معمولاً جمعیت تجزیه کننده به اندازه کافی حضور دارد ولی شرایط محیطی برای فعالیت آنها مساعد نیست. با مساعد کردن شرایط محیطی می توان سرعت تجزیه زیستی را توسط میکرو ارگانیزم های خود محیط، افزایش داد.

3- Bioaugmentation :(تقویت زیستی)

این فرآیند شامل وارد کردن میکرو ارگانیزم های غیربومی به محیط طبیعی است که با هدف افزایش سرعت و یا گسترش تجزیه زیستی انجام می شود.

مزیت های زیست پالایی:

• در محل قابل انجام است.
• هزینه جابجایی ندارد.
• به هم خوردن موقعیت محل حداقل است.
• در مقایسه با دیگر شیوه های آلوده زدایی، سیستم های زیستی ارزان تر اند.
• عموم مردم با نظر مثبت آن را می پذیرند.
• همراه با شیوه های دیگر قابل انجام است.
• از نظر محیطی زیان آور نیست.
• در 24 ساعت شبانه روز کار بی وقفه ادامه دارد .

محدودیت های زیست پالایی

1-برخی از مواد شیمیایی توسط عامل های زیستی تجزیه پذیر نیستند.
2-فرآورده های جنبی زیست تجزیه ممکن است سمی تر و پایدارتر از ترکیب اصلی باشند.
3-آمیخته پیچیده ای از مواد آلی ممکن است در بر گیرنده ی ترکیبات بازدارنده باشند.
4-غلظت ماده اولیه ممکن است بسیار زیاد (سمی) یا بسیار کم (منبع ناکافی انرژی)باشد.

5-کاربرد عناصرغذایی و همچنین پس مانده ای که توسط ریزجانداران به وجود می آید می تواند برکیفیت محیط های آبی اثر نامطلوب بگذارد.

زیست پالایی یک گزینه خوب نسبت به فناوری های پاکسازی متداول است. از این رو پژوهش ها در این زمینه در حال افزایش است. پالایش زیستی پاسخی به همه دشواریهای آلودگی نیست و کارآیی آن در هر مکان باید بر پایه اطلاعات مربوط به میکروبیولوژی ، هیدرولوژی ، زمین شناسی و شیمی آن محل تعیین شود. در جایی که یک جمعیت میکروبی بومی با تواناییهای تخریب زندگی می کنند بهتر است که فعالیت آنها در همان محل تحریک شود نسبت به ورود میکروارگانیسم های غیر بومی که ممکن است در اثر رقابت بمیرند.

آلاینده های مصنوعی و شیمیایی معمولا بسیار سمی هستند و به تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها برای تجزیه احتیاج دارند و تنها هنگامی که میکروارگانیسم ها تشکیل جمعیتی بزرگ دادند می شود از آنها برای تجزیه مواد استفاده کرد. بعضی مواقع عاقلانه تر است که از روش های بیولوژیکی به عنوان مکمل روش های شیمیایی استفاده شود که در این صورت هزینه های عملیات به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این تکنولوژی علاوه بر میکروارگانیسم های طبیعی می تواند بر پایه ارگانیسم هایی که دستکاری ژنتیکی شده اند نیز برای تغییر شکل مواد آلی و ترکیبات معدنی به کار رود.می توان از روش های مهندسی ژنتیک برای طراحی میکروارگانیسم های خاصی با پتانسیل بسیار برای bioremediation استفاده کرد.در کشور ما نیز تحقیقات پراکنده ای در این زمینه انجام شده است.