Metode de purificare a apei și a solului - stadopedia

Metodele biologice de tratare a apei sunt din ce în ce mai utilizate. Aceste metode se caracterizează prin simplitate și eficiență. Apele contaminate sunt colectate în iazuri de sedimentare sau în bazine cu un curent slab, în ​​care se dezvoltă microorganisme și alge. Metoda biologică de purificare a apei se bazează pe capacitatea microorganismelor de a utiliza sub formă de substrat de creștere diferiți compuși care fac parte din apele poluate. Avantajele acestei metode constau în posibilitatea de a elimina o gamă largă de substanțe organice și anorganice provenite din canalizare, simplitatea instrumentației, costuri de exploatare relativ scăzute. În timpul curățării, este necesar să se respecte cu strictețe regimul tehnologic și să se țină seama de sensibilitatea microorganismelor la concentrații ridicate de poluanți, ceea ce necesită o diluare preliminară a efluenților.







Multe microorganisme sunt capabile să acumuleze metale în cantități mari. În cursul evoluției, au format sisteme de absorbție a metalelor individuale și concentrația lor în celule. Microorganismele, pe lângă faptul că sunt incluse în citoplasmă, pot, de asemenea, să sorbe metalele pe suprafața pereților celulari, să le lege cu metaboliți în forme insolubile și, de asemenea, să se transforme într-o formă volatilă. Selectarea în această direcție și aplicarea de noi metode de inginerie genetică permit obținerea formelor care acumulează în mod activ metale, iar pe baza lor se creează sisteme de biopurificare.

Astfel, microorganismele acumulează metale dizolvate intracelular sau, prin izolarea produselor metabolice specifice, le transformă într-o formă insolubilă și provoacă precipitații. Cu ajutorul biosorbției, este posibilă chiar recuperarea 100% a plumbului, mercurului, cuprului, nichelului, cromului, uraniului și a aurului, argintului, platinei și seleniului, chiar și din soluțiile diluate [21].

Acumularea intracelulară a metalelor poate fi foarte semnificativă. Astfel, capacitatea algelor, drojdiei și bacteriilor de a sorbi eficient uraniul din apa de mare a fost stabilită. O modalitate de biosorbție este trecerea unei soluții de metale printr-un biofilter microbian, care este celule vii sorbate pe cărbune. Biosorbente speciale sunt de asemenea produse, de exemplu, "Biosarbent M" (Republica Cehă), realizate sub formă de granule de 0,3-0,8 mm în dimensiune (celule microbiene și purtătoare); Sorbentul este utilizat în instalațiile care funcționează pe rășini schimbătoare de ioni. De asemenea, este posibil să se obțină sorbenți bazați pe polizaharide microbiene. Astfel de sorbenți pot fi utilizați pe scară largă în diverse condiții, inclusiv în cele naturale, fiind ușor de folosit. Metalele în etapa următoare după concentrarea de către microorganisme trebuie extrase din biomasa microbiană. Pentru aceasta, există diferite moduri: nedistructivă și, de asemenea, extracție prin distrugerea celulelor.

Transformarea compușilor chimici în mediul sol este determinată de un complex de factori fizici, chimici și biologici. Degradarea xenobioticelor poate rezulta din procese fizice și chimice și depinde în principal de tipul de sol, structura, umiditatea, temperatura și altele. Xenobioticelor acumulează temporar sau permanent în mediu și afectează negativ toți în viață. Transformarea biologică a compușilor blocați în mediul înconjurător poate avea loc în direcții diferite, ceea ce duce la mineralizare, acumulare sau polimerizare. Însă degradarea biologică a xenobioticii este justificată numai atunci când are loc o mineralizare, distrugere și detoxificare completă [21].

În condiții naturale, xenobioticele sunt afectate de comunitățile microbiene. Datorită eterogenității comunităților microbiene naturale, xenobioticelor, în principiu, pot fi supuse biodegradare, și prezența comunităților microbiene interconectate căile metabolice de toxine distrug baza pentru lupta împotriva poluării. Posibilitățile comunităților microbiene în legătură cu degradarea multor compuși toxici sunt semnificative. Este dovedit faptul că, atunci când re-lansat în mediu în timpul multor compuși chimici înaintea transformării lor (așa-numitele microorganisme perioadă de adaptare cu privire la acest substrat) este semnificativ mai scurt comparativ cu primul hit al compusului. În această perioadă, microorganismele, în cursul adaptării la un compus toxic ca substrat, sunt selectate pentru capacitatea de a degrada acest substrat. Ca urmare, apar în mod natural populații microbiene care pot persista în sol timp de câteva luni după degradarea completă a substanței toxice. Prin urmare, până în momentul în care acest compus este introdus nou în sol, acesta a deja adaptat microorganismele capabile să distrugă substanța toxică. Astfel, după ce în xenobioticelor sol mediu din acestea pot fi izolate specii microbiene capabile să degradeze selecție specifice xenobiotice și să conducă în continuare la creșterea ratei de degradare. Atunci când noile substanțe intră în mediu, poate apărea o construcție genetică naturală, ca urmare a formelor microbiene care apar cu noi funcții catabolice. Astfel, mecanismele genetice naturale de schimb de informații permit obținerea unor tulpini eficiente-distrugătoare de xenobiotice.







Aplicarea tulpinilor active ale microorganismelor destructori, selectarea și utilizarea de rezistente la introducerea apelor microalge poluate în plante acvatice consorțiu de curățare mai mare a condus la crearea unei noi rezervoare integrate purificare biotehnologie și recuperare contaminate cu ulei. Ecotehnologia face posibilă efectuarea unei bioremediere a rezervoarelor supuse poluării de urgență cu produse petroliere și rezervoare poluate sistematic cu ape uzate care conțin ulei, de mai mulți ani.

Fitooremedierea (utilizarea organismelor fotosintetice) permite creșterea resurselor energetice ale ecosistemului curățat cu utilizarea moderată a îngrășămintelor organice pentru a stimula activitatea microbiană. Este cel mai apropiat de procesele naturale. Este posibilă eutrofizarea în astfel de cazuri periculoasă - o creștere a concentrațiilor locale de îngrășăminte și stimularea reproducerii în masă a microorganismelor? Experiența sugerează că eutrofizarea temporară a corpurilor de apă și a solurilor poate fi controlată și utilizată pentru a crește productivitatea cenozei. Prin urmare, fitoremedierea este o eutrofizare controlată a rezervorului pentru a distruge impuritățile în concentrații anormal de mari de hidrocarburi. Având în vedere că orice apă chiar foarte pură (de exemplu, Baikalian) suspectată de a conține concentrații mici de hidrocarburi și microflora native capabile de distrugerea lor, fitoremedierea ar trebui implementată ca biotehnologie bazată pe utilizarea proceselor naturale.

Activarea procesului de distrugere biologică a produselor petroliere necesită o intensificare a descompunerii bacteriene a hidrocarburilor și a organizării în procesul de conversie spațială a biomasei bacteriene în lanțul alimentar.

Bioremedierea implică dezvoltarea de tehnologii a căror misiune este de a utiliza potențialul biochimic al sistemelor biologice, adaptate sau modificate, în special microorganismele, pentru degradarea sau detoxificarea poluanților. Bioremedierea are un mare potențial de prevenire a poluării mediului și de combatere a poluării existente.

În comparație cu alte metode de curățare a mediului, bioremedierea este mult mai ieftină. În poluarea difuză, la fel ca în cazul pesticidelor aplicate pe zone întinse teritorii petrol poluate din Siberia de Vest, trinitrotoluen, care a contaminat depozitele de deșeuri și de fotografiere, bioremediere alternativă este pur și simplu nu.

Procesele de bioremediere pot fi uneori efectuate de microorganisme naturale. Sarcina oamenilor de știință în acest caz este de a stimula activitatea biodegradării acestor microorganisme. Dacă microorganismele care sunt capabile de a degrada acești compuși sunt absenți în sol sau în apă contaminată cu xenobiotice, este recomandabil să se introducă microorganisme - biocaractanți acolo. Spre deosebire de biotehnologia industrială, unde este posibil să reziste tuturor parametrilor procesului tehnologic, bioremedierea se realizează de obicei în sensul literal al cuvântului într-un sistem deschis, adică în mediul înconjurător. Prin urmare, succesul procesului de bioremediere depinde mult mai mult de masa critică a cunoștințelor, experienței, metodelor și, în final, diversitatea microorganismelor capabile să realizeze reacții de biodegradare. Într-o anumită măsură, acest lucru va fi întotdeauna "know-how-ul" determinat de circumstanțele de mai sus.

Dezvoltarea bazelor teoretice ale proceselor de bioremediere, tehnologiile în sine și punerea lor în aplicare necesită o abordare multidisciplinară și participarea specialiștilor în domeniul geneticii și biologiei moleculare, știința mediului și discipline de inginerie. Astfel, de exemplu, a creat un nou preparat microbian „Devoroil“ implementează purificare biotehnologie bazată pe utilizarea asociațiilor microbiene care utilizează în mod activ hidrocarburi de petrol, și care permit termenul maxim scurt curata de ulei-apă și sol poluat [23]. Aditivii speciali din compoziția sa activează în mod semnificativ procesul de distrugere a uleiului. Simplitatea tehnologiei a medicamentului asociat cu utilizarea de dispozitive mecanice convenționale pentru pulverizarea unor suprafețe mari - aviație. Pentru a curăța apa de furtună de contaminarea cu ulei, medicamentul este aplicat pe suprafața biofiltrelor plutitoare utilizate în instalațiile de tratare. Domenii de aplicare a medicamentului "Devoroil":

- purificarea din petrol și produse petroliere a contaminării apei care conține mai mult de 5% ulei și a solului cu contaminare cu ulei de peste 20 kg / m3;

- curățarea din poluarea cu hidrocarburi a solurilor din teritoriile aeroporturilor, depozitelor, benzinăriilor și stațiilor de spălare, depozitelor de combustibil și a depozitelor de petrol și produse petroliere;

- Curățarea apelor uzate de suprafață (furtună) din contaminarea cu hidrocarburi.

Avantajele utilizării medicamentului "Devoroil":

- activitate înaltă de oxidare a hidrocarburilor din diferite clase;

- creșterea eficienței tratamentului datorită acțiunii preparatului nu numai la limita contactului apă-ulei, ci și în grosimea contaminantului datorită asociației selectate de microorganisme hidrofilice și lipofile, care asigură creșterea timpului necesară pentru a neutraliza contaminarea;

- eficiența utilizării în medii naturale și antropice cu o salinitate de până la 150 g / l; în intervale largi de pH ale mediului (2-9), precum și în condiții de fluctuații puternice de temperatură și cu contaminare chimică semnificativă;

- simplitate și economie (costuri reduse) cu eficiență ridicată.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: