Biorremediation

Biorremediation ist ein biotechnologischer Prozess, bei dem Mikroorganismen, Pilze oder Pflanzen verwendet werden, um eine Umgebung zu reinigen und zu dekontaminieren

Was ist Bioremediation?

Der Biorremediation Es ist ein biotechnologischer Prozess, bei dem die Stoffwechselkapazitäten bakterieller Mikroorganismen, Pilze, Pflanzen und/oder deren isolierte Enzyme verwendet werden, um Verunreinigungen in Böden und Gewässern zu beseitigen und sie in ihren natürlichen Zustand zurückzugeben.

Mikroorganismen und einige Pflanzen können eine Vielzahl von Schadstoff- und giftigen organischen Verbindungen biotransformieren, bis sie sie nicht schädlich oder harmlos machen. Sie können sogar einige organische Verbindungen in ihre einfachsten Formen abbauen, wie z. B. Methan (CH₄) und Kohlendioxid (Co₂).

Einige Mikroorganismen und Pflanzen können auch in der Umwelt extrahieren oder immobilisieren (Vor Ort) Toxische chemische Elemente wie Schwermetalle. Durch die Immobilisierung der toxischen Substanz in der Umwelt hört sie auf, für lebende Organismen zur Verfügung zu stehen und wirkt sich daher nicht aus.

Daher ist die Abnahme der Bioverfügbarkeit einer toxischen Substanz auch eine Form der Bioremediation, obwohl sie nicht die Eliminierung der mittleren Substanz impliziert.

Faktoren, die im gesamten Bioremediationsprozess optimiert und aufrechterhalten werden müssen

- Der Konzentration und Bioverfügbarkeit des Schadstoffs Unter Umweltbedingungen: Wenn es zu hoch ist.

- Der Feuchtigkeit: Wasserverfügbarkeit ist für lebende Organismen sowie für die enzymatische Aktivität von zellfreien biologischen Katalysatoren unerlässlich. Im Allgemeinen müssen 25 bis 25% relative Luftfeuchtigkeit in Böden im Prozess der Bioremediation aufbewahrt werden.

- Der Temperatur: Es muss im Bereich gefunden werden, das das Überleben der angewendeten Organismen und/oder der erforderlichen enzymatischen Aktivität ermöglicht.

- Der Biologische Nährstoffe: unverzichtbar für das Wachstum und die Multiplikation von interessanten Mikroorganismen. Hauptsächlich müssen Kohlenstoff, Phosphor und Stickstoff kontrolliert werden sowie einige wesentliche Mineralien.

- Der Säure oder Alkalität des wässrigen Mediums oder pH (Messung der Hons H⁺ mitten drin).

- Der Sauerstoffverfügbarkeit: Bei den meisten Bioremediationstechniken werden aerobe Mikroorganismen verwendet (z. B. bei Kompostierung, Biopyls und Landhaltung), und die Belüftung des Substrats ist notwendig. Anaerobe Mikroorganismen können jedoch in Bioremediationsprozessen unter sehr kontrollierten Laborbedingungen (unter Verwendung von Bioreaktoren) verwendet werden.

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Arten der Bioremediation

Unter den angewandten Biotechnologien der Bi -Remediation sind die folgenden:

Bioestimulation

Die Bioestimulation besteht aus Stimulation Vor Ort Von diesen Mikroorganismen, die bereits in der kontaminierten Umgebung vorhanden sind (native Mikroorganismen), die die verschmutzende Substanz bioremediieren können.

Die Bioestimulation wird erreicht, indem die physikalisch -chemischen Bedingungen für den gewünschten Prozess optimiert werden, dh pH, ​​Sauerstoff, Luftfeuchtigkeit, Temperatur, die notwendigen Nährstoffe hinzufügen.

Bioaumentation

Die Bioaumentation impliziert die Zunahme der Menge an interessanten Mikroorganismen (vorzugsweise heimisch) dank ihrer im Labor kultivierten Inokulums.

Anschließend, sobald die mikroorganismen von Interesse geimpft wurden Vor Ort, Physikochemische Zustände (wie in der Bioestimulation) müssen optimiert werden, um die Abbauaktivität von Mikroorganismen zu fördern.

Kompostierung

Die Kompostierung besteht aus dem Mischen des mit nicht ausgelenkten Bodens kontaminierten Materials, ergänzt durch Verbesserungsmittel der Pflanzen- oder tierischen Herkunft und Nährstoffe. Diese Mischung bildet Zapfen bis zu 3 m hoch, getrennt voneinander.

Die Sauerstoffversorgung der unteren Schichten der Zapfen muss durch ihre regelmäßige Entfernung von einem Ort zum anderen mit Maschinen kontrolliert werden. Die optimalen Bedingungen für Luftfeuchtigkeit, Temperatur, pH -Wert, Nährstoffe müssen unter anderem ebenfalls aufrechterhalten werden.

Biopilen

Die Biopylbiopilas -Technik entspricht der oben beschriebenen Kompostierung, mit Ausnahme von:

- Das Fehlen von Verbesserungsmitteln des Pflanzen- oder tierischen Ursprungs.

- Die Beseitigung der Belüftung durch Bewegung von einem Ort zum anderen.

Biopilen bleiben am selben Ort festgelegt und in ihren inneren Schichten über ein Rohrsystem luftig, dessen Installations-, Betriebs- und Wartungskosten aus der Systemdesignphase berücksichtigt werden müssen.

Landhaltung

Die Biotechnologie rief Landhaltung Es besteht darin, das kontaminierte Material (Schlamm oder Sedimente) mit den ersten 30 cm Boden zu mischen.

In diesen ersten Zentimetern des Boden. Für diese Aufgaben werden landwirtschaftliche Maschinen verwendet, wie z. B. Pflug -Traktoren.

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Fitorremediation

Fitorremediation, auch als Bioremediation bezeichnet, unterstützt von Mikroorganismen und Pflanzen, ist eine Reihe von Biotechnologien, die auf der Verwendung von Pflanzen und Mikroorganismen zur Entfernung, Begrenzung oder Reduzierung der Toxizität von verschmutzenden Substanzen in Oberflächen- oder Untergrundwasser, Schlamm und Boden basieren.

Während der Phytoremediation kann der Abbau, die Extraktion und/oder die Stabilisierung (verringerte Bioverfügbarkeit) des Schadstoffs auftreten. Diese Prozesse hängen von den Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroorganismen ab, die ihre Wurzeln bewohnen, in einem Bereich namens Rizosphäre.

Die Fitorremediation war besonders erfolgreich bei der Entfernung von Schwermetallen und radioaktiven Substanzen von Oberfläche oder Grundwasser (oder kontaminiertem Wasser -Rizofiltration).

Bioraktoren

Bioraktoren sind Behälter von beträchtlicher Größe, die es ermöglichen, sehr kontrollierte physikochemische Zustände in wässrigen Kulturmedien aufrechtzuerhalten, um einen biologischen Prozess von Interesse zu bevorzugen.

In Bioreaktoren können sie in großem Maßstab und im Labor bakterielle Mikroorganismen und Pilze kultiviert werden und sie dann in Bio -Anpassungsverfahren anwenden Vor Ort. Mikroorganismen können auch mit dem Interesse kultiviert werden.

Bioraktor. Quelle: Wikimedia Commons

Mikremediation

Es wird als Mikrorremediation für die Verwendung von Pilzmikroorganismen (mikroskopische Pilze) in Bioremediationsprozessen einer toxischen Schadstoffsubstanz bezeichnet.

Es ist zu berücksichtigen, dass der Anbau von mikroskopischen Pilzen normalerweise komplexer ist als die von Bakterien und daher höhere Kosten impliziert. Darüber hinaus wachsen und reproduzieren sich Pilze langsamer als Bakterien und sind anschließend eine bioremedizinische Pilz.

Biorremediation im Vergleich zu herkömmlichen physikalischen und chemischen Technologien

Vorteile

- Bioremediation Biotechnologien sind viel billiger und freundlicher für die Umwelt als konventionell angewandte umweltverträte chemische und physikalische Technologien.

- Die Anwendung der Bioremediation hat eine geringere Umwelteinwirkung als herkömmliche physikalisch -chemische Praktiken.

- Unter den Mikroorganismen, die in Bioremediationsprozessen angewendet werden, können einige mineralisierende Verschmutzungsverbindungen erreichen und ihr Verschwinden aus der Umwelt sicherstellen, was in einem Schritt mit herkömmlichen physikochemischen Prozessen schwer zu erreichen ist.

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Nachteile

- In der Natur vorhandenen mikrobiellen Stoffwechselkapazitäten: Da in der Natur in der Natur existierenden nur 1% der Mikroorganismen isoliert wurden.

- Unwissenheit des angewandten Systems: In der Bioremediation arbeiten wir mit einem komplexen System von zwei oder mehr lebenden Organismen, das im Allgemeinen nicht vollständig bekannt ist.

- Einige untersuchte Mikroorganismen haben biotransformierte Verschmutzungsverbindungen in noch giftiger durch -produkte. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Bioremediatororganismen und ihre Wechselwirkungen im Labor ausführlich zu untersuchen.

Darüber hinaus sollten kleine Pilottests (im Feld) vor der massiven Anwendung und Überwachung der Biorremediationsprozesse durchgeführt werden Vor Ort, Um sicherzustellen, dass die Umweltsanierung korrekt erfolgt.

- Extrapolation der im Labor erzielten Ergebnisse: Aufgrund der hohen Komplexität biologischer Systeme können kleine Ergebnisse im Labor nicht immer auf Feldprozesse extrapoliert werden.

- Besonderheiten jedes Bioremediationsprozesses: Jedes Bioremediationsprozess impliziert ein spezifisches experimentelles Design gemäß den besonderen Bedingungen der verschmutzten Stelle, der zu behandelten Schadstofftyp und der zu angewendeten Organismen.

Es ist notwendig, dass diese Prozesse von interdisziplinären Gruppen von Spezialisten geleitet werden, unter denen unter anderem Biologen, Chemikalien und Ingenieure geben müssen.

Die Aufrechterhaltung der physikochemischen Umweltbedingungen, um Wachstum und metabolische Aktivität von Interesse zu bevorzugen.

- Schließlich können Bioremediationsprozesse länger dauern als herkömmliche physikochemische Prozesse.

Verweise

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