Share to:

 

การบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ

การบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพหรือการฟื้นฟูทางชีวภาพหรือการฟื้นฟูสภาพด้วยวิธีการทางชีวภาพ เป็นการใช้เมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์กำจัดสารมลพิษ เทคโนโลยีการบำบัดมีสองประเภทได้แก่

  • in situ เป็นการบำบัดสารมลพิษในสิ่งแวดล้อมในบริเวณที่มีการปนเปื้อนนั้นๆ
  • ex situ เป็นการบำบัดสารมลพิษที่ปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมนอกบริเวณที่มีการปนเปื้อนนั้นๆ

ตัวอย่างของการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ เช่น การใช้พืชในการบำบัดสารมลพิษ การบำบัดสารมลพิษที่ปนเปื้อนที่ระเหยได้น้อย การกำจัดโลหะหนักโดยจุลินทรีย์ เทคโนโลยีการบำบัดสารมลพิษบนดิน ระบบบำบัดแบบถังปฏิกรณ์ชีวภาพ วิธีการหมักขยะอินทรีย์ การเติมจุลินทรีย์เพื่อบำบัดสารมลพิษ ระบบการบำบัดสารมลพิษจากแหล่งน้ำด้วยกระบวนการกรองด้วยพืชและจุลินทรีย์ การบำบัดสารมลพิษโดยการกระตุ้นทางชีวภาพ

การบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพสามารถเกิดขึ้นได้เอง (การบำบัดสารมลพิษตามธรรมชาติหรือการบำบัดโดยธรรมชาติ) หรือสามารถกระตุ้นการย่อยสลายให้เพิ่มมากขึ้น (การบำบัดสารมลพิษโดยการกระตุ้นทางชีวภาพ)

กระบวนการหมักขยะอินทรีย์

เมื่อไม่นานมานี้มีการประสบความสำเร็จในการเพิ่มสายพันธุ์จุลินทรีย์ ที่มีความสามรถในการย่อยสลายสารปนเปื้อน การใช้จุลินทรีย์ในการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพคือ bioremediators [1]

เมื่อใดก็ตามที่มีการปรับสภาพของการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพโดยใช้จุลินทรีย์ สำหรับตัวอย่าง โลหะหนัก เช่น แคดเมียม และตะกั่ว ที่ไม่ดูดซึมได้ง่ายหรือเข้าจับโดยจุลินทรีย์ การดูดซึมของโลหะหนักอย่างเช่นปรอทในสายใยอาหารที่ต่ำกว่า การใช้พืชในการบำบัดสารมลพิษเป็นประโยชน์ในสภาวะแวดล้อมนี้เพราะว่าพืชในธรรมชาติ หรือพืชที่ได้รับการปรับปรุงทางพันธุวิศวกรรม สามารถที่จะมีการเก็บสะสมทางชีววิทยาของสารพิษเหล่านี้ในส่วนเหนือพื้นดิน สำหรับการเก็บกำจัดทิ้ง[2]

โลหะหนักจากการเก็บเกี่ยวชีวมวลซึ่งต่อไปจะมุ่งเน้นไปที่การเผาให้เป็นเถ้าถ่านหรือการรีไซเคิลสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม การกำจัดสารมลพิษในบริเวณที่กว้างและของเสีย จากสิ่งแวดล้อมต้องเพิ่มความเข้าใจจากความสัมพันธ์ที่สำคัญของกระบวนการที่แตกต่างกันและการควบคุมระบบคาร์บอนไดออกไซด์ ในองค์ประกอบของสิ่งแวดล้อมและสำหรับสารประกอบและสิ่งเหล่านั้นจะเร่งให้เกิดการพัฒนาของเทคโนโลยีการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพและกระบวนการเปลี่ยนโดยวิธีทางชีวภาพ[3]

วิธีการทางพันธุวิศวกรรม

การใช้วิธีการทางพันธุวิศวกรรมในการสร้างสิ่งมีชีวิตที่มีความจำเพาะสำหรับการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ[4]แบคทีเรียDeinococcus radiodurans (ความต้านทานรังสี) มีการแก้ไขเพื่อใช้และย่อยโทลูอีน และไอออนิก ปรอทจากการกระตุ้นรังสีนิวเคลียร์ของของเสีย[5]

การใช้ฟังไจเพื่อกำจัดของเสีย เป็นรูปแบบการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพด้วยการใช้ฟังไจในการขจัดสารปนเปื้อน Mycoremediation

ตัวอย่าง mycelium

การใช้ฟังไจเพื่อกำจัดของเสียหมายถึง ลักษณะเฉพาะในการใช้เห็ดรา mycelia ในการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ สิ่งหนึ่งที่เป็นหลักพื้นฐานของฟังไจในระบบนิเวศ คือการย่อยสลายที่ดำเนินการโดย mycelium ซึ่งจะหลั่งเอนไซม์และกรดออกมาภายนอกเซลล์เพื่อย่อยสลายลิกนิน และเซลลูโลสซึ่งเป็นสองส่วนประกอบหลักในเส้นใยพืช สารประกอบอินทรีย์เหล่านี้เป็นสายโซ่ยาวของคาร์บอน และไฮโดรเจนซึ่งโครงสร้างคล้ายสารประกอบอินทรีย์ ที่เป็นสารมลพิษอื่นๆ

ส่วนสำคัญของการใช้ฟังไจเพื่อกำจัดของเสียเป็นตัวกำหนดสปีชีส์ที่เหมาะสมของเชื้อราในการเป็นเป้าหมายที่มีความจำเพาะของสารมลพิษบางสายพันธุ์มีรายงานการประสบความสำเร็จในการลดค่า VX และ sarin หนึ่งขั้นตอนการทดลองที่กำหนดโดยการปนเปื้อนของดินจากน้ำมันดีเซลด้วยเชื้อ mycelia จากเห็ดซึ่งรูปแบบเดิมของเทคนิคการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ (bacteria) เป็นการใช้แบบควบคุมหลังจากสี่สัปดาห์มากกว่า 95% ของ PAH มีการรีดิวซ์ส่วนประกอบที่ปลอดสารพิษในเชื้อ mycelia ซึ่งปรากฏในธรรมชาติของกลุ่มจุลินทรีย์ที่ใช้ฟังไจในการย่อยสลายสารปนเปื้อนในส่วนสุดท้ายจะได้คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ฟังไจที่ย่อยสลายเนื้อไม้โดยเฉพาะจะมีผลในการย่อยสลายอะโรมาติกของสารมลพิษ (ส่วนประกอบที่เป็นพิษของปิโตรเลียม และสารประกอบคลอรีน Battelle, 2000)

การกรองโดยใช้เห็ดรา

เป็นกระบวนการที่คล้ายกับการใช้ mycelia ในการกรองสารพิษ และจุลินทรีย์จากน้ำในดิน

ข้อได้เปรียบ

การมีค่าตัวเลข/ประสิทธิภาพการได้เปรียบของการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ ด้วยความสามารถของการทำงานในพื้นที่ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้การขุดเอาดินไปบำบัด ในตัวอย่างการรั่วไหลของไฮโดรคาร์บอน (โดยชนิดการรั่วไหล ก๊าซโซลีน) หรือสารละลายคลอรีนที่ปนเปื้อนแหล่งน้ำและการนำวิธีการรับหรือให้อิเล็กตรอนซึ่งเป็นวิธีการที่สำคัญในการรีดิวซ์ความเข้มข้นของสารปนเปื้อนเป็นเวลานานหลังจากการปรับตัวให้ชินกับ สภาพแวดล้อมใหม่ ชนิดของการบำบัดแบบนี้มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการขุดเอาดินไปบำบัดที่อื่น เทคโนโลยีการบำบัดขยะมูลฝอย หรือการบำบัดแบบ ex situ และการรีดิวซ์ หรือการกำจัดที่ต้องการสำหรับการใช้ปั๊ม และการtreat ข้อปฏิบัติพื้นฐานที่มีไฮโดรคาร์บอนโดยการทำความสะอาดแหล่งน้ำที่มีสารปนเปื้อน

การบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพโดยการตรวจสอบการกระจายของอากาศและการปนเปื้อนของน้ำในดิน

กระบวนการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพสามารถตรวจสอบโดยทางอ้อมด้วยการหาค่าออกซิเดชัน รีดักชัน หรือ รีดอกซ์ในดินและในแหล่งน้ำ พร้อมทั้ง พีเอช อุณหภูมิ ออกซิเจนในตัวรับอิเล็กตรอน/ตัวให้ความเข้นข้นและความเข้มข้นของการย่อยสลายผลผลิต อย่างเช่น คาร์บอนไดออกไซด์

ตารางนี้แสดงถึงอัตราการย่อยสลายทางชีวภาพของการทำงานจากปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ลดลง

Process Reaction  Redox potential (Eh in mV)  
aerobic: O2 + 4e− + 4H+ → 2H2O 600 ~ 400
anaerobic:    
denitrification 2NO3− + 10e− + 12H+ → N2 + 6H2O 500 ~ 200
  manganese IV reduction   MnO2 + 2e− + 4H+ → Mn2+ + 2H2O     400 ~ 200
iron III reduction Fe (OH) 3 + e− + 3H+ → Fe2+ + 3H2O 300 ~ 100
sulfate reduction SO42− + 8e− +10 H+ → H2S + 4H2O 0 ~ −150
fermentation 2CH2O → CO2 + CH4 −150 ~ −220

อ้างอิง

  1. ↑ "Terra Nova's Environmental Remediation Resuources". Terranovabiosystems.com. 2009-08-31. Retrieved 2011-03-22.
  2. ↑ 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
  3. ↑ 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.
  4. ↑ Lovley, DR (2003). "Cleaning up with genomics: applying molecular biology to bioremediation". Nature Reviews. Microbiology. 1 (1) : 35–44. doi:10.1038/nrmicro731. PMID 15040178
  5. ↑ Brim H, McFarlan SC, Fredrickson JK, Minton KW, Zhai M, Wackett LP, Daly MJ (2000). "Engineering Deinococcus radiodurans for metal remediation in radioactive mixed waste environments". Nature Biotechnology 18 (1) : 85–90. doi:10.1038/71986. PMID 10625398.
Kembali kehalaman sebelumnya