زیست پالایی

زیست پالایی (Bioremediation) چیست؟

زیست پالایی شاخه‌ای از بیوتکنولوژی است که از ارگانیسم‌های زنده مانند میکروب‌ها و باکتری‌ها برای حذف آلاینده‌هایی که در آب، خاک و سایر محیط‌ها وجود دارد استفاده می‌شود. ممکن است برای پاکسازی آب‌های زیرزمینی آلوده یا مشکلات زیست محیطی مانند نشت نفت نیز از زیست پالایی استفاده شود.

زیست پالایی چگونه کار می‌کند؟

این فرآیند متکی بر رشد میکروب‌های خاصی است که از آلاینده‌هایی مانند روغن، حلال‌ها و آفت‌کش‌ها تغذیه می‌کند. این میکروب‌ها، آلاینده‌ها را به مقدار کمی آب و همچنین گازهای بی ضرر مانند دی اکسید کربن تبدیل می‌کنند که به دمای مناسب و مواد مغذی نیاز دارد. عدم وجود این عناصر ممکن است زمان پاکسازی آلاینده‌ها را طولانی‌تر کند. اگر شرایطی که برای پاکسازی زیستی نیاز است نامطلوب باشد، بهتر است به محیط، موادی مانند ملاس، روغن نباتی یا هوای ساده افزود. این مواد اصلاحی شرایط را برای رشد میکروب‌ها بهینه می‌کند و در نتیجه تکمیل فرآیند زیست پالایی تسریع می‌‌شود.

پاکسازی زیستی می‌تواند در محل خود آلودگی اتفاق بیافتد، یا در مکانی دور از محل آلودگی انجام شود. اگر آب و هوا برای حفظ فعالیت میکروبی بسیار سرد باشد، یا اگر خاک آنقدر متراکم باشد که نشود مواد مغذی را به طور یکنواخت توزیع کرد، ممکن است زیست پالایی خارج از محل انجام شود. فرآیند بیولوژیکی خارج از محل ممکن است نیاز به حفاری و تمیز‌کردن خاک داشته باشد که ممکن است هزینه‌های قابل توجهی را به فرآیند اضافه کند.

بسته به متغیرهایی مانند اندازه منطقه آلوده، غلظت آلاینده‌ها، دما، تراکم خاک، و اینکه آیا باید این فرآیند در محل یا خارج از محل انجام شود، فرآیند ممکن است از چند ماه تا چندین سال طول بکشد.

مزایای زیست پالایی

پاکسازی زیستی مزایای بی‌شماری نسبت به سایر روش‌های پاکسازی دارد. تنها با تکیه بر فرآیندهای طبیعی، آسیب به اکوسیستم‌ را به حداقل می‌رساند. تصفیه زیستی اغلب در زیر زمین انجام می‌شود، جایی که می‌توان مواد و میکروب‌ها را به منظور پاکسازی آلاینده‌ها در آب‌های زیرزمینی و خاک پمپاژ کرد.

فرآیند زیست پالایی، محصولات جانبی مضر کمی تولید می‌کند (آب و گازهای بی ضرر مانند دی اکسید کربن). ازطرفی، این فرآیند ارزان‌تر از بسیاری از روش‌های پاک‌سازی است، زیرا به تجهیزات یا نیروی کار قابل توجهی نیاز ندارد. به طوریکه تا پایان سال 2018، آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) فعالیت‌ها را در 1507 سایت اجرا کرد.

نمونه‌ای از زیست پالایی

در سال 1989، نفتکش Exxon Valdez در سواحل آلاسکا به گل نشست و تقریباً 11 میلیون گالن نفت وارد محیط‌زیست کرد. تقریباً در همان زمان، زیست پالایی به عنوان یک گزینه مناسب برای پاکسازی نفت مورد توجه قرار گرفت. EPA و Exxon Mobil Corporation (XOM) هر دو شروع به آزمایش ترکیبات مختلف کردند. در نهایت آزمایشات اولیه در مورد اثربخشی امیدوارکننده به نظر می‌رسید.

بین سالهای 1989 و 1990، بیش از ۴۵ تن کود در بیش از 2000 نقطه مکانی در مناطق آسیب دیده اعمال شد. در اواسط سال 1992، پاکسازی به طور کامل صورت گرفت و ترکیب مورد نظر تقریباً تمام ترکیبات روغن را تخریب کرده بود.

انواع زیست پالایی چیست؟

به طور کلی، سه نوع پاکسازی زیستی وجود دارد:

تحریک زیستی (Biostimulation): میکروب‌ها از طریق مواد شیمیایی یا مواد مغذی که آنها را فعال می‌کنند، برای شروع فرآیند اصلاح، تحریک می‌شوند.

افزایش بیولوژیکی (Bioaugmentation): این فرآیند عمدتاً برای تمیز کردن آلودگی خاک استفاده می‌شود، در این فرآیند باکتری‌ها به منطقه مورد نظر اضافه می‌شوند، جایی که آنها اجازه رشد پیدا می‌کنند.

زیست پالایی درونی (Intrinsic Bioremediation): مواد سمی را با استفاده از میکروبیوم بومی در ناحیه آسیب دیده به مواد بی اثر تبدیل می‌کند.

آیا کمپوست سازی نوعی پاکسازی زیستی است؟

به یک معنا بله. کمپوست‌سازی (کمپوست به عنوان یکی از این روش های بازیافت زباله‌ها به کود می‌باشد) را می‌توان به‌عنوان شکلی از تصفیه زیستی به نام تجزیه زیستی دانست که ضایعات غذایی را به خاک قابل کشت تبدیل می‌کند. این باعث کاهش بار آلودگی روی محل‌های دفن زباله می‌شود.

Mycoremediation چیست؟

Mycoremediation شکلی از زیست پالایی است که به جای باکتری یا سایر میکروب‌ها به قارچ‌ها برای رفع آلودگی مناطق آسیب دیده متکی است.