زیست‌پالایی
زیست‌پالایی 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 به کار گرفته می‌شود، مانند پالایش کلر هیدروکربن با کمک باکتریها. نمونه آشکار آن به‌کارگیری ریزاندامگان و باکتریها در پاک‌سازی آلودگی‌های نفتی است.
زیست‌پالایی یک تکنیک مدیریت زباله است و به استفاده از جانداران زنده برای حذف یا خنثی کردن آلاینده‌ها از یک وضعیت آلوده گفته می‌شود.[۱] بر طبق تعریف آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحدهٔ آمریکا، زیست‌پالایی «فرایندی است که به‌طور طبیعی از جانداران زنده برای تجزیهٔ مواد خطرناک به مواد کمتر سمی یا غیرسمی استفاده می‌کند».
به‌طور کلی، فناوری‌ها می‌توانند به دو بخش درون‌جا و برون‌جا تقسیم‌بندی شوند. زیست‌پالایی درجا، شامل عملیات بر روی مواد آلوده در همان محل است. در حالی که عملیات برون‌جا شامل عملیات حذف مواد آلوده در جایی دیگر است. برخی از نمونه فناوری‌های مرتبط با زیست‌پالایی شامل گیاه پالایی، تخلیه زیستی (bioventing)، تصفیه زیستی، لندفارمینگ، بیوراکتور، کمپوست کردن، انباشت زیستی (bioaugmentation)، فیلتراسیون زیستی (rhizofiltration) و تحریک زیستی (biostimulation) هستند.
زیست‌پالایی ممکن است خودبه خودی رخ دهد (میرایی طبیعی یا زیست‌پالایی درونی) یا ممکن است به‌طور مؤثر تنها از طریق افزودن کودها، اکسیژن و غیره که به افزایش رشد میکروب‌های آلوده‌خوار در محیط کشت کمک می‌کند، انجام شود.
پژوهشگران نشان دادند که هوادهی خاک‌های آلوده به مواد نفتی با استفاده از تکنیک لندفارمینگ، زیست‌پالایی را افزایش می‌دهد.[۲] خاک بدون نیتروژن می‌تواند از طریق تجزیهٔ بیولوژیکی برخی مواد شیمیایی آلی نیتروژن‌دار، نیتروژن مورد نیاز را به دست آورد[۳] 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.[۴]
پیشرفت‌های اخیر نیز توانایی تجزیهٔ آلاینده‌ها از طریق افزودن سویه‌های میکروبی برای افزایش جمعیت میکروبی را ثابت کرده‌اند. میکروارگانیسم‌های مورد استفاده برای انجام عمل زیست‌پالایی، پالایشگرهای زیستی (bioremediator) نامبده می‌شوند. اصولاً میکروارگانیسم‌ها با کمک بیوسورفکتانت‌ها هیدروکربن‌های نفتی را تجزیه می‌کنند.[۵]
با این حال، تمام آلاینده‌ها به راحتی توسط زیست‌پالایی 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 است که استخوان‌های ماهی توانایی جذب سرب از خاک آلوده را دارند.[۶][۷] خاکستر استخوان، زیست‌پالایی مقادیر کم کادمیوم، مس و روی را نشان داده است.[۸] از بین بردن آلاینده‌ها (نیترات، سیلیکات، کروم و سولفید) از فاضلاب با استفاده از جلبک دریایی نیز در مطالعه دیگر پیشنهاد شده است.[۹]
از طرف دیگر ورود فلزات از قبیل جیوه به درون زنجیرهٔ غذایی مشکلات را بیشتر می‌کند. گیاه‌پالایی در این شرایط مفید است زیرا گیاهان طبیعی یا تراریخت توانایی جمع‌آوری این سموم در قسمت‌های فوقانی خاک را دارند. سپس بخش بالایی خاک به منظور جداسازی سموم می‌توانند برداشت شوند.[۱۰]
فلزات سنگین موجود در زیست‌توده برداشت‌شده، می‌توانند سوزانده شده یا حتی برای استفاده‌های صنعتی بازیافت شوند. برخی از آثار هنری آسیب‌دیده در موزه‌ها حاوی میکروب‌هایی هستند که این میکروب‌ها می‌توانند به عنوان عوامل زیستی پالایشی شناخته شوند.[۱۱] در مقابل این وضعیت، آلاینده‌های دیگر، مانند هیدروکربن‌های آروماتیک (حلقوی) که معمولاً در مواد نفتی هستند، هدف‌های نسبتاً ساده‌ای برای تجزیهٔ میکروبی به‌شمار می‌روند. حتی برخی خاک‌ها تا حدودی ظرفیت خودپالایی دارند، که این به دلیل حضور جوامع میکروبی بومی است که توانایی تجزیهٔ این ترکیبات را دارند.[۱۲]
از بین بردن طیف گسترده‌ای از آلاینده‌ها و پسماندها 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 زیست‌پالایی و فرایندهای زیست‌تجزیه‌پذیر می‌شود.[۱۳]
جستارهای وابسته
ویرایشمنابع
ویرایش- ↑ 1. "Environmental Inquiry - Bioremediation".
- ↑ 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. 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. 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.
- ↑ Bayat Z, Akbari N, Hassanshahian M, Salehinasab A (September 2022). "Screening of Biosurfactant-producing Bacteria from Symbiotic Microbes with Gastropods in the Persian Gulf". Research in Biotechnology and Environmental Science. 1 (1): 1–5.
{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link) - ↑ 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. "Battling lead contamination, one fish bone at a time". Coast Guard Compass. July 9, 2012.
- ↑ 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. Adam s. "marine Biology and oceanography".
- ↑ 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. 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. 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. 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.