WikiDer > Bioavgmentatsiya

Bioaugmentation

Biologik ko'paytirish ning qo'shilishi arxey yoki bakteriyalar madaniyati tezligini tezlashtirish uchun talab qilinadi tanazzul a ifloslantiruvchi.[1] Kontaminatsiyalangan joylardan kelib chiqqan organizmlar allaqachon chiqindilarni parchalashi mumkin, ammo samarasiz va sekin.

Bioavgmentatsiya bu bioremediatsiyaning bir turi bo'lib, unda o'rganish kerak bo'ladi mahalliy yoki yo'qligini aniqlash uchun joylarda mavjud bo'lgan navlar biostimulyatsiya mumkin. Joyda joylashgan mahalliy bakteriyalarni aniqlagandan so'ng, agar mahalliy bakteriyalar ifloslantiruvchi moddalarni metabolizmga qodir bo'lsa, ifloslantiruvchi moddalarning parchalanishini kuchaytirish uchun mahalliy bakteriyalar madaniyati ko'proq joyga kiritiladi. Biyougmentatsiya - bu ifloslantiruvchi moddalarning parchalanishini kuchaytirish uchun ko'proq arxey yoki bakterial kulturalarni kiritish, biyostimulyatsiya - bu bakteriyalar almashinuvini rag'batlantirish uchun mahalliy bakteriyalar uchun ozuqaviy qo'shimchalar kiritish. Agar mahalliy navda yo'q bo'lsa metabolik tuzatish jarayonini amalga oshirish imkoniyati, ekzogen bunday murakkab yo'llarga ega navlar joriy etiladi. Bioavgmentatsiyadan foydalanish mikrobial ekologiya va biologiya, immobilizatsiya va bioreaktorni loyihalash sohalarida rivojlanishni ta'minlaydi.[2]

Bioavgmentatsiya odatda ishlatiladi shahar chiqindi suvlari davolash faol loyni qayta boshlash uchun bioreaktorlar. Ko'pgina madaniyatlarda barcha zarur mikroorganizmlarni o'z ichiga olgan mikrobial madaniyatlar mavjud (B. licheniformis, B. thuringiensis, P. polimiksa, B. stearotermofil, Penitsillium sp., Aspergillus sp., Flavobakteriya, Artrobakter, Pseudomonas, Streptomitsiyalar, Saxaromitsalar, va boshqalar.). Faol loy tizimlari odatda bakteriyalar, protozoa, nematodalar, rotiferlar va zamburug'lar kabi mikroorganizmlarga asoslangan bo'lib, ular biologik parchalanadigan organik moddalarni parchalashga qodir. Bioavgmentatsiyani qo'llash natijasida ko'plab ijobiy natijalar mavjud, masalan, moddalarni parchalash jarayoni samaradorligi va tezligini oshirish va hududdagi toksik zarralarni kamaytirish.[3]

Ilovalar

Tuproqni qayta tiklash

Qo'shimcha ma'lumotlar: tuproqni qayta tiklash

Biyoagmentatsiya bioremediatsiyadan o'tgan, ammo ekologik xavf tug'diradigan ifloslangan tuproqlarda qulaydir. Buning sababi shundaki, dastlab atrof muhitda bo'lgan mikroorganizmlar vaqtida o'z vazifalarini bajarmaganlar bioremediatsiya tarkibidagi kimyoviy moddalarni parchalash haqida gap ketganda ifloslangan tuproq. Asl bakteriyalarning ishdan chiqishiga atrofdagi stresslar, shuningdek mutatsion darajalar tufayli mikroblar sonining o'zgarishi sabab bo'lishi mumkin. Mikroorganizmlar qo'shilsa, ular yangi ifloslantiruvchi moddalarning tabiatiga ko'proq mos keladi, shu bilan birga eski mikroorganizmlar eski ifloslanish va ifloslanishlarga o'xshashdir.[4] Biroq, bu shunchaki ko'pgina omillardan biridir; sayt hajmi ham juda muhim determinant hisoblanadi. Bioavgmentatsiyani amalga oshirish kerakmi yoki yo'qligini bilish uchun umumiy parametrni hisobga olish kerak. Bundan tashqari, ba'zi yuqori darajada ixtisoslashgan mikroorganizmlar saytning ba'zi parametrlariga moslasha olmaydi. Muayyan mikroorganizm turlarining mavjudligi (bioremediatsiya uchun ishlatiladigan) ham muammo bo'lishi mumkin. Bioavgmentatsiya ifloslangan tuproq uchun mukammal echim bo'lib ko'rinishi mumkin bo'lsa-da, u kamchiliklarga ega bo'lishi mumkin. Masalan, bakteriyalarning noto'g'ri turi potentsial tiqilib qolgan suv qatlamlariga olib kelishi mumkin yoki qayta tiklash natijasi to'liqsiz yoki qoniqarsiz bo'lishi mumkin.[4]

Xlorli erituvchilarning bioavgmentatsiyasi

Tuproq va er osti suvlari xlorli eten bilan ifloslangan joylarda, masalan tetrakloretilen va trikloretilen, bioaugmentatsiyadan foydalanish uchun foydalanish mumkin joyida mikroorganizmlar bu ifloslantiruvchi moddalarni butunlay buzishi mumkin etilen va xlorid, toksik bo'lmagan. Bioaugmentatsiya odatda faqat xlorli efirlarni bioremediatsiyasiga taalluqlidir, ammo boshqa birikmalar, shu jumladan biodegradatsiya qilish imkoniyatiga ega bo'lgan yangi madaniyatlar mavjud. BTEX, xloretanlar, xlorometanlarva MTBE. Xlorli etenlar uchun bioavgmentatsiyaning birinchi qo'llanilishi Kelli aviabazasi, TX.[5] Biyoagmentatsiya odatda er osti suvlarida biokimyoviy madaniyatda xlorsizlashtiruvchi mikroorganizmlarning o'sishiga yordam beradigan geokimyoviy sharoitlarga erishish uchun elektron donor qo'shilishi (biostimulyatsiya) bilan birgalikda amalga oshiriladi.

Fit fitness

Atrof muhitga ko'proq mikroblarni kiritish tozalash davomiyligi uchun foydalidir. Ikki birikmaning o'zaro ta'siri va musobaqalari mikroorganizmlarning asl yoki yangi xususiyatlariga ta'sir qiladi. Buni yangi mikroblarga yordam beradigan tuproqni maydonga joylashtirish va keyin ishlashga qarab sinab ko'rish mumkin. Natijalar shuni ko'rsatadiki, yangi mikroorganizm o'sha tuproqda boshqa mikroorganizmlar bilan etarlicha ishlay oladimi. Bu ishlashni optimallashtirish va birgalikda metabolizmni yaratish uchun zarur bo'lgan mikroblar va mahalliy moddalarning to'g'ri miqdorini aniqlashga yordam beradi.[4]

Xitoyda koks zavodi chiqindi suvlari

Bioavgmentatsiya atrof-muhitni qanday yaxshilaganiga misol koks Xitoyda chiqindi suv o'simliklari. Xitoyda ko'mir asosiy energiya manbai sifatida ishlatiladi va ifloslangan suv kabi zararli toksik ifloslantiruvchi moddalarni o'z ichiga oladi ammiak, tiosiyanat, fenollar va boshqa organik birikmalar, masalan mono- va politsiklik azot o'z ichiga oladi aromatik moddalar, kislorod va oltingugurt o'z ichiga oladi heterosikliklar va ko'p yadroli aromatik uglevodorodlar. Ushbu muammoni davolash uchun avvalgi chora-tadbirlar aerob-anoksik-oksikli tizim, erituvchi ekstraktsiyalari, oqimlarni tozalash va biologik tozalash edi. Bioaugmentatsiya natijasida 3-xlorobenzoat, 4-metil benzoat, toluol, fenolva xlorli erituvchilar.

Anaerob reaktor yarim yumshoq vositalar bilan to'ldirilgan bo'lib, ular plastik halqa va sintetik tola iplari bilan qurilgan. Anoksik reaktor butunlay aralash reaktor, oksik reaktor esa gibrid bioreaktor poliuretan ko'pik tashuvchilar qo'shildi. Anoksik reaktor, odik reaktor va cho'kindi suv omboridan suv ishlatilgan va ular tarkibida .75 konsentratsiyasi va Selsiy 28 daraja bo'lgan har xil miqdordagi eski va rivojlangan mikroblar bo'lgan. Ifloslantiruvchi moddalarning parchalanish darajasi mikroblarning konsentratsiyasi miqdoriga bog'liq edi. Kuchaytirilgan mikrobial hamjamiyatda mahalliy mikroorganizmlar koks zavodining chiqindi suvidagi ifloslantiruvchi moddalarni parchalagan. piridinlarva fenolik birikmalar. Mahalliy geterotrof mikroorganizmlar qo'shilganda, ular ko'plab yirik molekulyar birikmalarni kichikroq va sodda birikmalarga aylantirdilar, ularni biologik parchalanadigan organik birikmalardan olish mumkin edi. Bu bioavgmentatsiya an'anaviy biologik tozalash tizimi tomonidan to'g'ri olib tashlanmagan kiruvchi birikmalarni olib tashlash vositasi sifatida ishlatilishi mumkinligini isbotlaydi. Koks zavodining chiqindi suvlarini tozalash uchun bioagmentatsiya A1-A2-O tizimiga qo'shilsa, bu juda kuchli.[6]

Neftni tozalash

In neft sanoati, neft konini burg'ilash chuqurini qanday yo'q qilish bilan bog'liq katta muammo mavjud. Ko'pchilik oddiygina axloqsizlik bilan chuqurga joylashtirar edi, ammo bioaugmentatsiyadan foydalanish ancha samarali va iqtisodiy jihatdan foydalidir. Burg'ilash kompaniyalari ilg'or mikroblardan foydalangan holda atrofdagi chiqindilarni tashish o'rniga neft konidagi muammoni hal qilishlari mumkin. Xususan, politsiklik aromatik uglevodorodlar ba'zi bakteriyalar tomonidan metabollashtirilishi mumkin, bu esa burg'ilash ishlaridan atrof-muhitga zararni sezilarli darajada kamaytiradi.[7] Tegishli atrof-muhit sharoitlarini hisobga olgan holda uglevodorodlarni parchalash uchun mikroblar neft yoqilg'isiga joylashtiriladi va ular bilan birga boshqa oziq moddalar ham mavjud. Davolashdan oldin a umumiy neft uglevodorod (TPH) darajasi 44,880 ppm, bu atigi 47 kun ichida TPH darajasi 10 000 ppm darajasiga tushirilib, 6486 ppm ga etdi.[8]

Muvaffaqiyatsizliklar va mumkin bo'lgan echimlar

Biyoagmentatsiya jarayonida kamchiliklarga duch kelgan ko'plab holatlar bo'lgan. Atrof muhitda bioavgmentatsiyani amalga oshirish yirtqichlik, mahalliy va emlangan bakteriyalar o'rtasidagi ozuqaviy raqobat, emlashlar etarli emasligi va katta emlashlar tufayli ekologik muvozanatni buzishi mumkin.[9] Ushbu muammolarning yuzaga kelish imkoniyatlarini cheklash uchun har bir muammoni turli xil texnikalar yordamida hal qilish mumkin. Yirtqich hayvonni emlashdan oldin emlangan bakteriyalarning yuqori dozalari yoki issiqlik bilan ishlov berish orqali oldini olish mumkin, ammo ovqatlanish raqobatini biostimulyatsiya bilan hal qilish mumkin. Etarli bo'lmagan emlashlar takroriy yoki doimiy emlash orqali davolanishi mumkin va katta emlashlar bakteriyalarning yuqori nazorat ostida dozalari bilan hal qilinadi.

Masalan, kiritilgan bakteriyalar tuproqdagi degradatsiyani kuchaytira olmaydi,[10] va bioagmentatsiya sinovlari laboratoriya miqyosida muvaffaqiyatsizlikka uchraydi, ammo katta miqyosda muvaffaqiyatli bo'ladi.[11] Ushbu muammolarning aksariyati, chunki mikrobial ekologiya bioaugmentatsiya ko'rsatkichlarini xaritada ko'rsatish uchun masalalar e'tiborga olinmadi. Mikroblarning joylashtirilishi uchun mikroblar birlashmasidagi sharoitlarga qarshi turish qobiliyatini ko'rib chiqish juda muhimdir. Ko'p hollarda muvaffaqiyatsizlikka uchragan hollarda faqat mikroblarning birikmalarni parchalash qobiliyati hisobga olingan va ularning miqdori kamroq fitness mavjud jamoalarda va natijada yuzaga keladigan raqobatbardosh stress. Atrof muhitni ifloslantiruvchi moddalarni parchalash uchun zarur bo'lgan shtammlarni ko'rib chiqishdan oldin mavjud bo'lgan jamoalarni aniqlash yaxshiroqdir.[12]


Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Morganwalp, Devid V. "Olimlar Aydaho issiq bulog'ida g'ayritabiiy hayot analogini kashf etdilar". toxics.usgs.gov. Olingan 2015-09-11.
  2. ^ Herrero, M; Stuckey, DC (2015). "Bioavgmentatsiya va uni oqova suvlarni tozalashda qo'llash: sharh". Ximosfera. 140: 119–128. Bibcode:2015Chmsp.140..119H. doi:10.1016 / j.chemosphere.2014.10.033. hdl:10044/1/19478. PMID 25454204 - Elsevier Science Direct orqali.
  3. ^ Huban, CM [Betz-Dearborn Inc. va R.D. [Sybron Chemicals Plowman, "Bioavgmentatsiya: Mikroblarni ishga soling." Kimyo muhandisligi 104.3 ", (1997): n. sahifa. Chop etish.
  4. ^ a b v Vogel, Timoti M. (1996). "Bioavgmentatsiya tuproqni bioremediatsiyalash usuli sifatida". Biotexnologiyaning hozirgi fikri. 7 (3): 311–316. doi:10.1016 / s0958-1669 (96) 80036-x. PMID 8785436.
  5. ^ Major, D.W., M.L. Makmaster, E.E.Koks, E.A. Edvards, S.M. Dvoratzek, E.R. Xendrikson, M.G. Starr, J.A. Peyn va L.V. Buonamici (2002). "Tetrakloroetenni efendan xlorlashdan tozalashga erishish uchun muvaffaqiyatli bioaugmentatsiyani dalada namoyish etish". Atrof-muhit fanlari va texnologiyalari. 36 (23): 5106–5116. Bibcode:2002 ENST ... 36.5106M. doi:10.1021 / es0255711. PMID 12523427.CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  6. ^ Jianlong Vang; va boshq. (2002). "Bioavgmentatsiya koks zavodi chiqindi suvida o'tga chidamli birikmani yo'q qilishni kuchaytirish vositasi sifatida". Jarayon biokimyosi. 38 (5): 777–781. doi:10.1016 / S0032-9592 (02) 00227-3.
  7. ^ Fanelli, Aleks (2016). "Bioavgmentatsiya". Tuproqni bioremediatsiya qilish. Olingan 26 dekabr 2017.
  8. ^ Sartarosh, T. P., "Neft konlarini burg'ilash chiqindilarini tozalash uchun bioavgmentatsiya"., PennWell konferentsiyalari va ko'rgazmalari, Xyuston, TX (Amerika Qo'shma Shtatlari), 1997
  9. ^ Raper, E; Stivenson, T; Anderson, D.R. (2018). "Bioaugmentatsiya orqali sanoat chiqindi suvlarini tozalash". Jarayon xavfsizligi va atrof-muhitni muhofaza qilish. 118: 178–187. doi:10.1016 / j.psep.2018.06.035 - Elsevier Science Direct orqali.
  10. ^ Goldstein RM, Mallory LM, Aleksandr M (1985). "Biodegradatsiyani kuchaytirish uchun emlash mumkin emasligi sabablari". Appl Environ Microbiol. 50 (4): 977–83. doi:10.1128 / AEM.50.4.977-983.1985. PMC 291779. PMID 4083891.
  11. ^ Stivenson D, Stivenson T (1992). "Atıksuların biologik tozalashini kuchaytirish uchun bioavgmentatsiya". Biotexnol. Adv. 10 (4): 549–59. doi:10.1016 / 0734-9750 (92) 91452-k. PMID 14543705.
  12. ^ Tompson Yan P.; va boshq. (2005). "Bioremediatsiya uchun bioavgmentatsiya: shtammlarni tanlash muammosi". Atrof-muhit mikrobiologiyasi. 7 (7): 909–915. doi:10.1111 / j.1462-2920.2005.00804.x. PMID 15946288.