Friday, 2 September 2011

Bioremed-what?

Το πρόβλημα

▪ Μαζικές διαρροές χημικών ουσιών

και καυσίμων σε περίπτωση ατυχημάτων.

▪ Χημικά απόβλητα εργοστασίων που καταλήγουν στο έδαφος, στο υπεδάφος ή και στον υπόγειο υδροφό

ρο ορίζοντα.

▪ Μόλυνση του εδάφους σε χώρους εναπόθεσης απορριμμάτων

▪ κλπ

--> Μόλυνση του εδάφους με βλαβερές για το περιβάλλον και τον άνθρωπο ουσίες.

Η λύση

Βιοαποκατάσταση (ή ακριβέστερα bioremedation), είναι η χρήση του μεταβολισμού των μικροοργανισμών για την αφαίρεση αποβλήτων, στον χώρο παραγωγής τους οπότε γίνεται λόγος για in situ βιοαποκατάσταση, ή σε κάποιον άλλο μέρος που μεταφέρονται τα μολυσμένα υλικά οπού και έχουμε την ex situ βιοαποκατάσταση.

Φυτοαποκατάσταση (phytoremedation), είναι μια σχετικά νέα, αναδυόμενη τεχνολογία που χρησιμοποιεί φυτικούς οργανισμούς για να αφαιρέσει βλαβερές ουσίες από το περιβάλλον.

Αν και η χρήση μικροβίων για τον καθαρισμό ουσιών με βάση το πετρέλαιο είναι αρκετά αποτελεσματική, έχει περιορισμένη αποτελεσματικότητα στην αποκατάσταση οργανικών και μεταλλικών υπολειμμάτων. Στις περιπτώσει αυτές τα φυτά λειτουργούν σαν φίλτρα για τις ουσίες αυτές. Ανάλογα με το είδος του εδάφους (έδαφος, νερό) και τις ουσίες στις οποίους στοχεύουν (οργανικές, χημικές, μέταλλα κλπ) και το τμήμα των φυτών που ανακυκλώνει τις ουσίες (ρίζες, φύλλα) η φυτοαποκατάστηση υποδιαιρείται σε πολλές κατηγορίες. [3]


Πως λειτουργεί;

Μικρόβια (βακτήρια, μύκητες, πρωτόζωα) που βρίσκονται στο έδαφος και στο νερό βρίσκονται σε μια συνεχή διαδικασία διάσπασης οργανικών ουσιών με στόχο την θρέψη τους. Τι θα γίνει όμως εάν στο μενού τους προστεθούν και χημικά απόβλητα όπως αυτά που βρίσκονται στα διάφορα είδη καυσίμων; Πολλοί από αυτούς του μικροοργανισμού θα πεθάνουν γιατί οι ουσίες θα ασκήσουν πάνω του τοξική δράση, αυτοί όμως που θα επιβιώσουν θα πέψουν τις χημικές ενώσεις και θα τις βιομετατρέψουν σε νερό και ακίνδυνα για το περιβάλλον αέρια όπως διοξείδιο του άνθρακα.

Για την ολοκλήρωση της διεργασίας αυτή απαιτούνται οι κατάλληλες περιβαλλοντικές συνθήκες (θερμοκρασία, θρεπτικά συστατικά, οξυγόνο κλπ.) που θα επιτρέψουν στα μικρόβια να αυξηθούν και να πολλαπλασιαστούν - και να καταναλώσουν περισσότερα χημικά απόβλητα. Όταν όμως οι συνθήκες δεν πληρούνται τα μικρόβια είτε αναπτύσσονται πολύ αργά είτε συνθέτουν -σε σπάνιες περιπτώσεις περισσότερο τοξικές χημικές ενώσεις.

Για να εξασφαλιστούν οι κατάλληλες συνθήκες ο άνθρωπος μπορεί να παρέμβει προσθέτοντας τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά όταν αυτά απουσιάζουν, ανακατεύοντας το χώμα όταν αυτό είναι πολύ σκληρό παρέχοντας παράλληλα μια δίοδο στο οξυγόνο ή ακόμα και προσθέτοντας τους ίδιους τους μικροοργανισμούς όταν αυτοί βρίσκονται σε ανεπαρκείς συγκεντρώσεις.

Επειδή μέσα στο χώμα μπορεί να βρίσκονται χημικά απόβλητα εξατμίζονται όταν το χώμα ανακατεύεται και απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα, η ανάδευση γίνεται σε μεγάλες κλειστές δεξαμενές όπου τα χημικά συγκεντρώνονται και επεξεργάζονται ανάλογα.

Πέρα από το έδαφος τα μικρόβια μπορούν να ''καθαρίσουν'' και το μολυσμένο νερό. Ειδικότερα νερό αντλείται από το υπέδαφος και συγκεντρώνεται σε μεγάλες δεξαμενές όπου αναμιγνύεται με θρεπτικά συστατικά και αέρα και στη συνέχεια τοποθετείται πάλι υπέδαφος. Εναλλακτικά τα θρεπτικά συστατικά και ο αέρας διοχετεύονται στα υπόγεια κοιτάσματα νερού.


Πόσο χρόνο χρειάζεται;



Αυτό εξαρτάται από τους παρακάτω παράγοντες:

▪ είδος και ποσότητα των χημικών αποβλήτων


▪ μέγεθος και βάθος μολυσμένου νερού


▪ είδος χώματος και περιβαλλοντικές συνθήκες που επικρατούν

▪ εάν η βιοαποκατάσταση συμβαίνει στο έδαφος ή


στο υπέδαφος.

Αναλόγως η διαδικασία μπορεί να απαιτήσει από μερικούς μήνες έως μερικά χρόνια.


Είναι ασφαλής η βιοαποκατάσταση;

Είναι μια πολύ ασφαλής διαδικασία επειδή βασίζεται μόνο στα μικρόβια που βρίσκονται φυσιολογικά στο έδαφος. Δεν προστίθεται οποιοσδήποτε άλλος μικροοργανισμός που έχει απομονωθεί από άλλο μέρος ή έχει τεχνολογικά τροποποιηθεί. Πρόκειται δηλαδή για την επιτάχυνση-ενίσχυση μιας φυσικής διεργασίας. Τα θρεπτικά συστατικά που προστίθενται δε, είναι απλά λιπάσματα που χρησιμοποιούνται σε κήπους και καλλιέργειες

Ένα άλλο μεγάλο πλεονέκτημα της μεθόδου είναι η το χαμηλό κόστος της καθώς δεν απαιτεί εξειδικευμένη τεχνολογία και μπορεί να διενεργηθεί στον ''τόπο του εγκλήματος''.

Ο έλεγχος της αποτελεσματικότητας της βιοαποκατάστασης διασφαλίζεται με την λήψη δειγμάτων από το έδαφος και το νερό.


Αλλά...

Όπως κάθε τεχνολογία, έτσι και η βιοαποκατάσταση έχει τα μειονεκτήματά της.

• Η μέθοδος αυτή δεν αποτελεί πανάκεια καθώς η εφαρμογή της περιορίζεται μόνο στις βιοδιασπώμενες ουσίες και δεν μπορεί να εφαρμοστεί σε περιπτώσεις υπερβολικά τοξικών χημικών που βρίσκονται σε μεγάλες συγκεντρώσεις όπως κάδμιο ή μόλυβδο.


• Υπάρχει η πιθανότητα δημιουργίας ακόμα τοξικότερων προϊόντων μετά την επεξεργασία των χημικών από τους μικροοργανισμούς.

• Ο χρόνος που απαιτείται είναι κατά μέσο όρο μεγαλύτερος συγκριτικά με αυτόν που χρειάζονται άλλες μέθοδοι καθαρισμού.

• Είναι δύσκολη η εφαρμογή της σε σε ευρεία κλίμακα.

• Δεν υπάρχουν ακόμα θεσπισμένα, κοινώς αποδεκτά κριτήρια για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας.


Πηγές

1. http://www.epa.gov/tio/download/citizens/bioremediation.pdf

2. http://ei.cornell.edu/biodeg/bioremed/index.html

3. http://www.iupac.org/publications/pac/2001/pdf/7307x1163.pdf

4. http://www.bionewsonline.com/w/what_is_bioremediation.htm

There was an error in this gadget