Skip to main content
Global

6.4: ביורמדיציה

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    207844

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Bioremediation היא טכניקת ניהול פסולת הכוללת שימוש באורגניזמים כגון צמחים, חיידקים ופטריות כדי להסיר או לנטרל מזהמים מאתר מזוהם. על פי ה- EPA של ארצות הברית, bioremediation הוא "טיפול המשתמש באורגניזמים טבעיים כדי לפרק חומרים מסוכנים לחומרים פחות רעילים או לא רעילים".

    Bioremediation נמצא בשימוש נרחב לטיפול בשפכים אנושיים ושימש גם להסרת כימיקלים חקלאיים (חומרי הדברה ודשנים) השוטפים מהאדמה למי תהום. מתכות רעילות מסוימות, כגון סלניום ותרכובות ארסן, ניתנות להסרה מהמים גם על ידי ביורמדיציה. כספית היא דוגמה למתכת רעילה הניתנת להסרה מסביבה על ידי ביורימדיה. כספית היא מרכיב פעיל בחומרי הדברה מסוימים והיא גם תוצר לוואי של תעשיות מסוימות, כמו ייצור סוללות. כספית קיימת בדרך כלל בריכוזים נמוכים מאוד בסביבות טבעיות אך היא רעילה ביותר מכיוון שהיא מצטברת ברקמות חיות. כמה מינים של חיידקים יכולים לבצע טרנספורמציה ביולוגית של כספית רעילה לצורות לא רעילות. חיידקים אלה, כגון Pseudomonas aeruginosa, יכולים להמיר Hg 2+ ל- Hg, שהוא פחות רעיל לבני אדם.

    כנראה אחת הדוגמאות השימושיות והמעניינות ביותר לשימוש בפרוקריוטים למטרות ביו-מדיה היא ניקוי דליפות נפט. חשיבותם של פרוקריוטים לביורמדיציה של נפט הוכחה במספר דליפות נפט בשנים האחרונות, כגון דליפת אקסון ולדז באלסקה (1989) (איור\(\PageIndex{1}\)), דליפת הנפט היוקרתית בספרד (2002), הדליפה לים התיכון מ תחנת כוח בלבנון (2006,) ולאחרונה, דליפת הנפט של BP במפרץ מקסיקו (2010). כדי לנקות את השפכים הללו, מקדמת ביורמדיציה על ידי הוספת חומרים מזינים אנאורגניים המסייעים לחיידקים שכבר נמצאים בסביבה לצמוח. חיידקים משפילי פחמימנים ניזונים מהפחמימנים בטיפת השמן, ושוברים אותם לתרכובות אנאורגניות. מינים מסוימים, כמו Alcanivorax borkumensis, מייצרים חומרים פעילי שטח הממיסים את השמן, בעוד שחיידקים אחרים מפרקים את השמן לפחמן דו חמצני. במקרה של שפיכות נפט באוקיינוס, נוטה להתרחש ביורימדיה טבעית מתמשכת, מכיוון שיש חיידקים הצורכים נפט באוקיינוס לפני הדליפה. בתנאים אידיאליים, דווח כי עד 80 אחוז מהרכיבים הלא נדיפים בשמן יכולים להתפרק תוך שנה מרגע הדליפה. חוקרים הנדסו גנטית חיידקים אחרים לצריכת מוצרי נפט; אכן, בקשת הפטנט הראשונה ליישום ביו-מדיה בארה"ב הייתה לחיידק אוכל שמן מהונדס גנטית.

    Figure_13_01_09ab.jpg
    איור\(\PageIndex{1}\). (א) לאחר ניקוי הנפט לאחר דליפת ואלדז באלסקה, העובדים זרמו נפט מחופים ולאחר מכן השתמשו בבום צף כדי לכלוא את השמן, שלבסוף הוחלף מעל פני המים. מינים מסוימים של חיידקים מסוגלים להמיס ולהשפיל את השמן. (ב) אחת ההשלכות הקטסטרופליות ביותר של שפיכות נפט היא הפגיעה בבעלי החיים. (אשראי א: שינוי עבודה על ידי NOAA; אשראי ב: שינוי עבודה על ידי GOLUBENKOV, עמותה: הצלת תמן)

    ישנם מספר יתרונות עלות/יעילות לביורמדיציה, שניתן להשתמש בהם באזורים שאינם נגישים ללא חפירה. לדוגמה, שפיכות פחמימנים (ספציפית, דליפות נפט) או ממסים כלוריים מסוימים עלולים לזהם מי תהום, שיכולים להיות קלים יותר לטיפול באמצעות ביו-מדיה מאשר גישות קונבנציונאליות יותר. זה בדרך כלל הרבה פחות יקר מחפירה ואחריו סילוק במקומות אחרים, שריפה או אסטרטגיות טיפול אחרות מחוץ לאתר. זה גם מקטין או מבטל את הצורך ב"משאבה וטיפול ", נוהג נפוץ באתרים בהם פחמימנים זיהמו מי תהום נקיים. לשימוש בפרוקריוטים לתיקון ביולוגי של פחמימנים יש גם את היתרון של פירוק מזהמים ברמה המולקולרית, בניגוד לפיזור כימי של המזהם.

    תורמים וייחוסים