Екобіотехнології

Екобіотехнології

Наука екобіотехнологія сформувалась в 80-і роки минулого століття, а свою сучасну коротку і містку назву отримала зовсім недавно. Синонімами «екобіотехнології» являються назви «біотехнологія навколишнього середовища» або «природоохоронна біотехнологія».

Всі біотехнологічні процеси базуються на мікробіологічних процесах, і головна дійова «особа» і інструмент, який забезпечує проходження тих чи інших реакцій — це мікроорганізми — дуже важлива гілка живого світу. Все життя на Землі починалось з розвитку мікроорганізмів. Завдяки ним стабілізувались сучасні цикли азоту, кисню, вуглецю, сірки. Завдяки мікроорганізмам виникли перші фотосинтезуючі мікроорганізми, які забезпечили формування кисневої атмосфери на Землі і розвиток вищих рослин.

Але найважливіша роль мікроорганізмів на сьогоднішній день — це деструкція. Все те, що виробляється на Землі живими істотами — мікроорганізмами, рослинами, тваринами і людиною, зрештою утилізується мікроорганізмами, тобто розкладається до простих речовин: вуглекислоти, молекулярного азоту, солей інших елементів. Таким чином, мікроорганізми — це чистильники планети, які забезпечують стабільність функціонування нашої біосфери.

У зв'язку з розвитком науки і техніки, міст і великих промислових підприємств у XX столітті дуже сильно збільшився вплив людини на біосферу. Антропогенний фактор в біосфері Землі набуває все більшого і більшого значення. Саме йому приписують такі явища, як забруднення водойм (річок, морів, океанів і Світового океану в цілому), атмосфери та ґрунтів. Ґрунтові та підземні води розносять забруднення на дуже великі відстані.

Про які забруднення може йти мова і чим може допомогти екобіотехнологія? В першу чергу, це забруднення, які називаються біодеградуючими, тобто ті забруднення, які можуть розкладатись в результаті життєдіяльності мікроорганізмів. Майже на будь-яку органічну речовину, не властиву природі (ксенобіотик), знаходиться мікроорганізм або група мікроорганізмів, які розкладають її до простих сполук. Зокрема, гербіциди та пестициди, які так широко застосовуються в сільському господарстві, можуть розкладатись під дією мікроорганізмів.

Що включає екобіотехнологія? В першу чергу, технології пов'язані з очищенням стічних вод. Є побутові стічні води, муніципальні стічні води — ті, які являються сумішшю побутових стічних вод, стічних вод підприємств, які знаходяться в області чи регіоні, і специфічних промислових стічних вод, які схильні до біологічного очищення. Перетворити брудну воду на чисту можна тільки за допомогою мікроорганізмів в умовах активної аерації (активного постачання повітрям). Тому що мікроорганізми, які використовують кисень з повітря для окислення тих чи інших органічних сполук, можуть використовувати їх в дуже низьких концентраціях. І тому чиста вода, яка підходить для скидання в рибогосподарські водойми, непридатна для пиття. Її можуть злити в навколишнє середовище після очищення — в річку, в озеро або безпосередньо в море.

Існують мікроорганізми, які живуть без доступу до кисню — кисень їм не потрібен і навіть шкідливий, це анаеробні мікроорганізми, найдавніші мешканці нашої планети. Вони можуть розкладати органічні сполуки без участі кисню і при цьому виробляти метан і водень. Сьогодні водень — другий енергетичний біогенний субстрат, який привертає велику увагу. Метан та водень являються важливими альтернативними джерелами енергії.

Об'єднавши зусилля аеробних і анаеробних організмів, можна знизити дороге очищення стічних вод і обробку відходів, отримавши метан. У Гельсінкі на міських очисних спорудах близько п'ятдесяти відсотків енергетичних витрат покривається за рахунок використання біогенного метану, отриманого безпосередньо на станції.

Колосальну екологічну проблему становить забруднення навколишнього середовища важкими металами у місцях їх видобутку та переробки. Однак існують мікроорганізми, які допомагають отримувати метали з того, що вже відпрацьовано і складовано у відвали, тобто викинуто. При цьому вдається запобігти забрудненню ґрунтів, поверхневих і ґрунтових вод важкими металами і додатково видобувати з відходів цінні метали, наприклад, золото.

Мета екобіотехнології та її основи — природоохоронної мікробіології — знешкодити наслідки негативного впливу людини на навколишнє середовище і забезпечити людству хорошу якість проживання в екологічно чистих екосистемах. Термін «біоремедіація» вже добре відомий, наприклад, у зв'язку з очищенням дуже сильно забруднених військових полігонів, де розливалось токсичне паливо і великі ділянки землі необхідно знезаражувати. Також повинні бути розроблені ефективні методи екобіотехнології для рекультивації та повторного використання територій, зайнятих полігонами твердих побутових відходів (ТПВ) і несанкціонованими звалищами.

X

Вхід

Завантажую...