Қатты қалдықтарды утилизациялаудағы экологиялық биотехнология Мақсат

Қазіргі кезде биоремидиация технологиясы арнайы басылымдар арқылы жақсы бағаланып, экологиялық мəселелермен айналысатын мекемелер тарапынан қолдау табуда. Бірақ та, əлі де бірсыпыра техникалық қиындықтарды шешуді талап ететіндіктен, қоқыс өңдеумен айналысатын мекемелер оңай жол іздеп, бұрыңғы тəсілмен көміп немесе өртеп жіберіп жатады. Осы бағытта жүргізілген соңғы жұмыстардың кейбіреулері, биоремидиацияның болашағынан зор үміт күттіреді. Бұлардың ішіндегі биоремидиация технологиясының ең табысты деп танылатыны қатарында, қалыпты жағдайда ласты ортада тіршілік ететін микроорганизмдерді көптеп пайдалану есептелінеді. Табиғатта кездесетін көптеген бактериялар мен саңырауқұлақтар, химиялық ластағыштарын ыдырата алатын қасиетке ие. Мысалы, бұлардың қатарына əртүрлі пестицидтер мен полихлорланған бефинилдердерді, ауыр металдарды детоксикация жасай алатын микроорганизмдерді жатқызуға болады.

Басқа бір жолы – арнайы интродукцияланылған, яғни ГМ-микроорганизмдерді пайдалану болып табылады.

Ластанған ортаны улы заттарынан табиғи мүмкіндіктері арқылы тазалау ұзақ мерзімді қажет ететіндіктен, бұл үдерістің қарқынын арттыратын əдістерді ойлап тауып, қолдану қажеттілігі туындайды. Сол үшін, белгілі-бір микроорганизмдері бар осындай ластанған ортаға, осы микроорганизмдердің өсіп-көбеюіне қажетті құрамында азотты заттары бар немесе басқа да қоректік заттарды салу арқылы, биоқолдау (биостимулдеу) əдістері қолданылады. Мысалы, лас суларда өмір сүретін микроорганизмдер үшін қоректік зат ретінде, осы сулар метанмен байытылып отырылады.

Бұл бағытта қолданылатын əдістер қатарында, полихлорланған бефинилдер сияқты суда ерімейтін улы заттардың микроорганизмдер үшін пайдалана алатындай дəрежеге жеткізіліп берілуі айтылады. Улы заттарды микроорганизмдер қорыта алатындай дəрежеге жеткізу үшін, оларды ерітіп-ыдырату əдістерін ендіру қажет.

Алайда, биоремидиация үдерісін арттыру мақсатында жасалынатын бұл шара барысында, ерітілген улы заттардың топырақ немесе табиғи су көздеріне өтіп кетпеу мəселесі де қамтамасыз етілуі қажет болады. Бұл бағытта істелетін пайдалы шаралар қатарында – оларды қыздыру, сурфактанттарды (беткейлі белсенді заттар) пайдалану, реакциялы ортаның оптималды сулығын сақтап тұру мақсатында ылғалды ауамен үрлеп тұру, қалпына келтіретін химиялық агенттерді пайдалану жатқызылады. Мұнда анаэробты жағдайдың in situ, немесе өңдеу кезіндегі сақталуы маңызды. Өйткені анаэробты жағдай көптеген органикалық жəне бейорганикалық ластағыштарының детоксикациялануына қолайлы орта тудырады.

Биоремидация ортаның ауыр металдармен ластануы жағдайында да көп пайдасын тигізе алады. Мысалы, табиғатта металдармен «қоректенетін» бактериялар да кездеседі. Сіздер ауыр металдар қатарына мырыш, сурьма, кадьмий, хром, қорғасын, сынап, темір, марганец, радий, никель, селен, күміс, талий, жататынын білесіздер. Биоремидиация арқылы жер үсті жəне жер асты суларын, топырақты тазарту, кен қойнауынан алынған топырақтардан əртүрлі металдарды алу сияқты жұмыстарды атқаруға болады. Мұнда металдар мүлде жоғалып кетпей, тек қана улылығы төмен күйге айналады.

Металмен қоректенетін белгілі бактериялар қатарында алты валентті хромды үш валентті хромға айналдыратын анаэробты бактерияларын атай аламыз. Алты валентті хром адамдарда ісік ауруын тудырса, үш валентті хромның мұндай əсер жоқ. Сондықтан, көбінесе құрамында хромы бар топырақтарда, биореактордан өткізілу арқылы, осындай микроорганизмдердің тіршілік етуіне қолайлы жағдай жасалынады.

Қоршаған ортаны ауыр металдардан тазарту мақсатында өсімдіктерді пайдалану мүмкіндіктерін зерттеу жұмыстары да белсенді түрде қолға алынуда. Бұл бағыт – фиторемидиация деп аталады. Фиторемидиация деп – өсімдіктердің, бойында ауыр металдарды тұтып қалу қабілетін, қоршаған ортаны тазалау мақсатында пайдаланылу айтылады. Көптеген өсімдіктер өз бойында (жапырағы, сабағы) ауыр металдарды, оны қоршаған ортадан (топырақ, ауа, су) ондаған есе, немесе кейбіреулері жүз еседей артық жинай алатын қабілетке ие. Қазіргі кезде осындай «жасыл технологияның» бірнеше мүмкіндіктері қарастырылуда:

1. Фитоэкстракция – металдарды жердің үстіндегі бөліктеріне (жапырақ, сабақ) жинау қабілетіне ие өсімдіктер, топырақтың құрамындағы улы заттарын өз бойына жинақтаған соң, кейіннен жойылады.

2. Фитодеградация – органикалық ластаушы заттарды ыдырату мақсатында өсімдіктер мен арнайы іріктелініп алынған микроорганизмдер штаммдарын пайдалану.

3. Фитофильтрация – топырақ суы құрамынан ауыр металдардың ертінділерін сорып алу мақсатында өсімдік тамырын (ризофильтрация) жəне өскіндерді (бластофильтрация) пайдалану.

4. Фитоволитилизация – топырақтағы буланып ұшатын заттарды экстракциялау мақсатында арнайы өсімдіктерді пайдалану.

5. Фитостабилизация – арнайы өсімдіктерді пайдалану арқылы ластаушы заттарды мейлінше қол жетпейтін дəрежеге (малодоступный) өткізу.