Biorremediazione

Il biorremediazione è qualsiasi processo biotecnologico che utilizza microrganismi, funghi o piante per pulire e decontaminare un ambiente

Cos'è il biorisanamento?

IL Biorremediazione È qualsiasi processo biotecnologico che utilizza le capacità metaboliche di microrganismi batterici, funghi, piante e/o loro enzimi isolati, per eliminare i contaminanti nei suoli e nelle acque e restituirli alle loro condizioni naturali.

I microrganismi e alcune piante possono biotrasformare un'ampia varietà di composti organici inquinanti e tossici, fino a quando non li rendono non fermi o innocui. Possono persino degradare alcuni composti organici alle loro forme più semplici, come il metano (CH₄) e anidride carbonica (CO₂).

Alcuni microrganismi e piante possono anche estrarre o immobilizzare nell'ambiente (Sul posto) Elementi chimici tossici, come i metalli pesanti. Immobilizzando la sostanza tossica nell'ambiente, cessa di essere disponibile per gli organismi viventi e, pertanto, non li influisce su.

Pertanto, la diminuzione della biodisponibilità di una sostanza tossica è anche una forma di biorisanamento, sebbene non implichi l'eliminazione della sostanza media.

Fattori che devono essere ottimizzati e mantenuti durante il processo biorisanano

- IL Concentrazione e biodisponibilità dell'inquinante In condizioni ambientali: se è troppo elevato, può essere dannoso per gli stessi microrganismi che hanno la capacità di biotrasformarli.

- IL umidità: La disponibilità di acqua è essenziale per gli organismi viventi, nonché per l'attività enzimatica dei catalizzatori biologici senza cellule. Generalmente, l'umidità relativa del 25-25% deve essere mantenuta nei suoli nel processo di biorisanamento.

- IL temperatura: Deve essere trovato nell'intervallo che consente la sopravvivenza degli organismi applicati e/o l'attività enzimatica richiesta.

- IL Nutrienti biodisibili: indispensabile per la crescita e la moltiplicazione dei microrganismi di interesse. Principalmente, il carbonio, il fosforo e l'azoto devono essere controllati, nonché alcuni minerali essenziali.

- IL acidità o alcalinità del mezzo acquoso o pH (Misurazione di Hone H⁺ nel mezzo).

- IL Disponibilità di ossigeno: Nella maggior parte delle tecniche di biorisanamento, vengono utilizzati microrganismi aerobici (ad esempio, in compostaggio, biopili e Fischiare la terra) ed è necessario l'aerazione del substrato. Tuttavia, i microrganismi anaerobici possono essere utilizzati nei processi di biorisanamento, in condizioni di laboratorio molto controllate (utilizzando i bioreattori).

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Tipi di biorisanamento

Tra le biotecnologie di bitemediazione applicate ci sono le seguenti:

Bioestimolazione

La bioestimolazione consiste nella stimolazione Sul posto di quei microrganismi già presenti nell'ambiente contaminato (microrganismi nativi), in grado di biorisedificare la sostanza inquinante.

La bioesimolazione si ottiene ottimizzando le condizioni fisico -chimiche per il processo desiderato, cioè pH, ossigeno, umidità, temperatura, tra gli altri, aggiungendo i nutrienti necessari.

Bioaumanting

La bioaumentazione implica l'aumento della quantità di microrganismi di interesse (preferibilmente nativo), grazie all'aggiunta dei loro inoculum coltivati ​​in laboratorio.

Successivamente, una volta che i microrganismi di interesse sono stati inoculati Sul posto, Le condizioni fisico -chimiche (come in bioestimolazione) devono essere ottimizzate per promuovere l'attività degradante dei microrganismi.

Compostaggio

Il compostaggio consiste nel miscelare il materiale contaminato da terreno non in poligono, integrato da agenti di miglioramento dell'origine vegetale o animale e nutrienti. Questa miscela forma coni di altezza fino a 3 m, separati l'uno dall'altro.

L'ossigenazione degli strati inferiori dei coni deve essere controllata, attraverso la loro regolare rimozione da un luogo all'altro con macchinari. Le condizioni ottimali di umidità, temperatura, pH, nutrienti, tra gli altri devono anche essere mantenute.

Biopilas

La tecnica di biopil biopilas è uguale a quella del compostaggio sopra descritto, ad eccezione di:

- L'assenza di agenti di miglioramento dell'origine vegetale o animale.

- L'eliminazione dell'aerazione da parte del movimento da un posto all'altro.

Le biopilas rimangono fissate nello stesso posto, essendo ariosa nei loro strati interni attraverso un sistema di tubi, il cui costi di installazione, funzionamento e manutenzione devono essere considerati dalla fase di progettazione del sistema.

Fischiare la terra

La biotecnologia chiamata Fischiare la terra Consiste nel miscelare il materiale contaminato (fanghi o sedimenti) con i primi 30 cm di terreno non contaminato da un terreno ampio.

In quei primi centimetri del suolo il degrado delle sostanze inquinanti è favorito grazie alla loro aerazione e miscelazione. Per questi compiti, vengono utilizzati macchinari agricoli, come i trattori ara plora.

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FitOrremediation

FitorRemidiation, anche chiamato biorisediazione assistita da microrganismi e piante, è un insieme di biotecnologie basate sull'uso di piante e microrganismi per rimuovere, limitare o ridurre la tossicità delle sostanze inquinanti nelle acque superficiali o sotterranee.

Durante la fibreemidiazione si possono verificare la degradazione, l'estrazione e/o la stabilizzazione (riduzione della biodisponibilità) dell'inquinante. Questi processi dipendono dalle interazioni tra piante e microrganismi che abitano le loro radici, in un'area chiamata rizosfera.

FitorRemediation ha avuto particolare successo nella rimozione di metalli pesanti e sostanze radioattive dalla superficie o dalle acque sotterranee (o rizofiltrazione d'acqua contaminata).

Biorreattori

I biorreattori sono contenitori di dimensioni considerevoli, che consentono di mantenere condizioni fisico -chimiche molto controllate nei terreni di coltura acquosa, con l'obiettivo di favorire un processo biologico di interesse.

Nei bioreattori possono essere coltivati, su larga scala e in laboratorio, microrganismi e funghi batterici e quindi applicarli nei processi di regolazione biologica Sul posto. I microrganismi possono anche essere coltivati ​​con l'interesse di ottenere i loro enzimi degradanti delle sostanze inquinanti.

Biorreattore. Fonte: Wikimedia Commons

Micorremeanità

Si chiama micorremediazione all'uso di microrganismi fungini (funghi microscopici), nei processi biorisanici di una sostanza inquinante tossica.

Va considerato che la coltivazione di funghi microscopici è generalmente più complessa di quella dei batteri e, quindi, implica maggiori costi. Inoltre, i funghi crescono e si riproducono più lentamente dei batteri, quindi essendo biorisanese assistita da funghi.

Biorremediazione rispetto alle tecnologie fisiche e chimiche convenzionali

Vantaggi

- Le biotecnologie biorisanarie sono molto più economiche e più amichevoli per l'ambiente rispetto alle tecnologie chimiche e fisiche applicate convenzionalmente.

- L'applicazione della biorisanamento ha un impatto ambientale inferiore rispetto alle pratiche fisico -chimiche convenzionali.

- Tra i microrganismi applicati nei processi biorisanici, alcuni possono raggiungere i composti inquinanti mineralizzati, garantendo la loro scomparsa dall'ambiente, qualcosa di difficile da raggiungere in un solo passo con i processi fisico -chimici convenzionali.

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Svantaggi

- Capacità metaboliche microbiche esistenti in natura: poiché solo l'1% dei microrganismi esistenti in natura è stato isolato, una limitazione della biorisanamento è precisamente l'identificazione dei microrganismi in grado di biodegradare una specifica sostanza inquinante specifica.

- Ignoranza del sistema applicato: nel biorisanamento lavoriamo con un sistema complesso di due o più organismi viventi, che generalmente non è completamente noto.

- Alcuni microrganismi studiati hanno composti inquinanti biotrasformati in ancora più tossici dai prodotti. Per questo motivo, è necessario studiare gli organismi bioristatori e le loro interazioni in modo approfondito in laboratorio.

Inoltre, devono essere eseguiti test pilota di piccola scala (sul campo) prima di applicarli in modo massiccio e monitorare i processi di biorremiteralità Sul posto, Per garantire che i servizi igienici ambientali si verifichino correttamente.

- Estrapolazione dei risultati ottenuti in laboratorio: a causa dell'elevata complessità dei sistemi biologici, i risultati su piccola scala non possono essere sempre estrapolati in laboratorio ai processi sul campo.

- Particolarità di ciascun processo di biorisanamento: ogni processo di biorisanamento implica un design sperimentale specifico, secondo le condizioni particolari del sito inquinato, il tipo di inquinante da trattare e gli organismi da applicare.

È necessario che questi processi siano diretti da gruppi interdisciplinari di specialisti, tra cui ci devono essere biologi, sostanze chimiche, ingegneri, tra gli altri.

Il mantenimento delle condizioni fisico ambientali per favorire la crescita e l'attività metabolica di interesse implica un lavoro permanente durante il processo di biorisanamento.

- Infine, i processi di biorisanamento possono richiedere più tempo dei processi fisico -chimici convenzionali.

Riferimenti

1. Boopatia, r. (2000). Limitare i fattori delle tecnologie biorisanarie. Tecnologia BioResouce. 
2. Eweis J. B., Ergas, s. J., Chang, d. P. E. e Schoede, D. (1999). Principi di biorrecoperazione. McGraw-Hill Inter-American dalla Spagna.
3. McKinney, r. E. (2004). Microbiologia del controllo dell'inquinamento ambientale. M. Dekker.