..:: محــــــــــیـــط ســـــبـــــــز (بیابان زدایی) ::..
..:: محــــــــــیـــط ســـــبـــــــز (بیابان زدایی) ::..

..:: محــــــــــیـــط ســـــبـــــــز (بیابان زدایی) ::..

منابع طبیعی-بیابان زدایی-محیط زیست

زیست پالایی Bioremediation + نحوه عملکرد

زیست پالایی یا Bioremediation فرایندی است که طی آن آلاینده ها توسط موجودات زنده، عمدتا میکروارگانیسم‌ها، در شرایط کنترل شده تجزیه شده و به حالت غیر زیان‌آور می‌رسد، یا اینکه غلظت آن‌ها به حد کمتر از مقدار مجاز سازمان‌های قانون‌گذار می‌رسد.

علاوه بر میکروارگانیسم ها گیاهان و قارچها نیز عمل زیست پالایی را انجام می دهند. زیست پالایی برای نابودی مواد شیمیایی در خاک، آب زیرزمینی، فاضلاب ، لجن ، پسماند های صنعتی و گازها به کار می رود.بیشترین توجه هم اکنون در راستای نفت و فرآورده های نفتی معطوف شده است.

معیارهای لازم جهت استفاده از تکنیک زیست پالایی:


1-میکروارگانیسمهایی که به فعالیت کاتابولیکی نیاز دارند باید موجود باشند.
2-میکروارگانیسم های یاد شده باید توان تبدیل ترکیب را به سرعتی معقول داشته باشند.
3-ترکیب های هدف باید در دسترس ریز جانداران باشند.
4-شرایط محیطی باید به گونه ای باشد که رشد میکروبی یا فعالیت آنها را تشدید کند.
5-مکان آلوده فاقد غلظت ها یا ترکیب های شیمیایی باشد که برای گونه های تجزیه کننده بازدارنده است.

6-هزینه ی این فناوری نباید بیشتر از دیگر روش هایی باشد که می توانند ماده شیمیایی مورد نظر را نابود سازند.


 ادامه مطلب در ادامه...
ادامه مطلب ...

زیست پالایی Bioremediation

زیست پالایی یا Bioremediation فرایندی است که طی آن آلاینده ها توسط موجودات زنده، عمدتا میکروارگانیسم‌ها، در شرایط کنترل شده تجزیه شده و به حالت غیر زیان‌آور می‌رسد، یا اینکه غلظت آن‌ها به حد کمتر از مقدار مجاز سازمان‌های قانون‌گذار می‌رسد.علاوه بر میکروارگانیسم ها گیاهان و قارچها نیز عمل زیست پالایی را انجام می دهند.زیست پالایی برای نابودی مواد شیمیایی در خاک، آب زیرزمینی، فاضلاب ، لجن ، پسماند های صنعتی و گازها به کار می رود.بیشترین توجه هم اکنون در راستای نفت و فرآورده های نفتی معطوف شده است.

معیارهای لازم جهت استفاده از تکنیک زیست پالایی:


1-میکروارگانیسمهایی که به فعالیت کاتابولیکی نیاز دارند باید موجود باشند.
2-میکروارگانیسم های یاد شده باید توان تبدیل ترکیب را به سرعتی معقول داشته باشند.
3-ترکیب های هدف باید در دسترس ریز جانداران باشند.
4-شرایط محیطی باید به گونه ای باشد که رشد میکروبی یا فعالیت آنها را تشدید کند.
5-مکان آلوده فاقد غلظت ها یا ترکیب های شیمیایی باشد که برای گونه های تجزیه کننده بازدارنده است.
6-هزینه ی این فناوری نباید بیشتر از دیگر روش هایی باشد که می توانند ماده شیمیایی مورد نظر را نابود سازند.

زیست پالایی چگونه عمل می کند؟

آنزیم های رها شده توسط میکروب ها،ماده آلاینده را به قطعات قابل هضم تجزیه می کنند.این قطعات به عنوان غذا توسط میکروارگانیسم ها،مصرف می شوند.پسماندهای بیولوژیکی بی خطر،همه ی آن چیزی هستند که از ماده آلوده باقی می مانند.آنزیم های منتشرشده توسط میکروارگانیسم ها ،فقط می توانند به یک سطح از ماده آلاینده حمله کنند و این منجر به کند شدن فرایند و تاثیر کمتر آن می شود.بیوسورفاکتانت های تولید شده توسط میکروارگانیسم ها ،به وسیله امولسیون کردن لایه آلوده ،آن را به ذرات ریزی می شکنند که حلال در آب هستند.و سپس می توانند توسط آنزیم ها احاطه شده و به سرعت هضم شوند.

فرمهای کلی زیست پالایی

1- Intrinsic Bioremediation:(زیست پالایی طبیعی و بی واسطه)
دنبال کردن فرآیند طبیعی تجزیه زیستی است و از طریق آن میکروارگانیسم های طبیعی موجود در محیط در همان شرایط طبیعی حذف آلودگی ها را تا سطح قابل قبولی انجام می دهند.

Biostimulation -2 :(تحریک زیستی)
در این موارد معمولاً جمعیت تجزیه کننده به اندازه کافی حضور دارد ولی شرایط محیطی برای فعالیت آنها مساعد نیست. با مساعد کردن شرایط محیطی می توان سرعت تجزیه زیستی را توسط میکرو ارگانیزم های خود محیط، افزایش داد.

3- Bioaugmentation :(تقویت زیستی)
این فرآیند شامل وارد کردن میکرو ارگانیزم های غیربومی به محیط طبیعی است که با هدف افزایش سرعت و یا گسترش تجزیه زیستی انجام می شود.

مزیت های زیست پالایی:

در محل قابل انجام است.
هزینه جابجایی ندارد.
به هم خوردن موقعیت محل حداقل است.
در مقایسه با دیگر شیوه های آلوده زدایی ،سیستم های زیستی ارزان تر اند.
عموم مردم با نظر مثبت آن را می پذیرند.
همراه با شیوه های دیگر قابل انجام است.
از نظر محیطی زیان آور نیست.
در 24 ساعت شبانه روز کار بی وقفه ادامه دارد

محدودیت های زیست پالایی


1-برخی از مواد شیمیایی توسط عامل های زیستی تجزیه پذیر نیستند.
2-فرآورده های جنبی زیست تجزیه ممکن است سمی تر و پایدارتر از ترکیب اصلی باشند.
3-آمیخته پیچیده ای از مواد آلی ممکن است در بر گیرنده ی ترکیبات بازدارنده باشند.
4-غلظت ماده اولیه ممکن است بسیار زیاد (سمی) یا بسیار کم (منبع ناکافی انرژی)باشد.
5-کاربرد عناصرغذایی و همچنین پس مانده ای که توسط ریزجانداران به وجود می آید می تواند برکیفیت محیط های آبی اثر نامطلوب بگذارد.

•زیست پالایی یک گزینه خوب نسبت به فناوری های پاکسازی متداول است. از این رو پژوهش ها در این زمینه در حال افزایش است. پالایش زیستی پاسخی به همه دشواریهای آلودگی نیست و کارآیی آن در هر مکان باید بر پایه اطلاعات مربوط به میکروبیولوژی ، هیدرولوژی ، زمین شناسی و شیمی آن محل تعیین شود.
در جایی که یک جمعیت میکروبی بومی با تواناییهای تخریب زندگی می کنند بهتر است که فعالیت آنها در همان محل تحریک شود نسبت به ورود میکروارگانیسم های غیر بومی که ممکن است در اثر رقابت بمیرند. آلاینده های مصنوعی و شیمیایی معمولا بسیار سمی هستند و به تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها برای تجزیه احتیاج دارند و تنها هنگامی که میکروارگانیسم ها تشکیل جمعیتی بزرگ دادند می شود از آنها برای تجزیه مواد استفاده کرد.
بعضی مواقع عاقلانه تر است که از روش های بیولوژیکی به عنوان مکمل روش های شیمیایی استفاده شود که در این صورت هزینه های عملیات به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این تکنولوژی علاوه بر میکروارگانیسم های طبیعی می تواند بر پایه ارگانیسم هایی که دستکاری ژنتیکی شده اند نیز برای تغییر شکل مواد آلی و ترکیبات معدنی به کار رود.می توان از روش های مهندسی ژنتیک برای طراحی میکروارگانیسم های خاصی با پتانسیل بسیار برای bioremediation استفاده کرد.در کشور ما نیز تحقیقات پراکنده ای در این زمینه انجام شده است.

زیست پالایی

از دیگاه جهانی ، پس از آب و هوا، پوسته خاک ، سومین جزء عمده محیط زیست انسان تلقی می شود . خاک علاوه بر اینکه پایگاه موجودات خشکی زی، بویژه جوامع انسانی ست، محیط منحصر به فردی برای زندگی انواع حیات، مخصوصًا گیاهان به شمار می رود .

بر خلاف آب و هوا ، آلودگی خاک از نظر ترکیب شیمیایی به آسانی قابل اندازه گیری نیست و یک خاک پاک یا خالص تعریف پذیر نمی باشد . بنابراین ناگزیریم مسائل بالقوه آلودگی خاک را در چارچوب پیش بینی خطرات و صدمات ا حتمالی در کارکرد خاک مطالعه کنیم .

 آلودگی های نفتی یک پی آمد اجتناب ناپذیر از افزایش سریع جمعیت و فرایند صنعتی شدن می باشد. آلودگی خاک توسط مواد هیدروکربنه نفتی به شکل وسیع در اطراف تأسیسات اکتشاف و پالایش و به شکل موضعی در مسیرهای انتقال این مواد در سطح استان خوزستان به خوبی قابل مشاهده است . علاوه بر انتشار مستقیم این آلاینده ها ، غبارات حاصل از سوخت گازهای همراه نفت طی سالیان متمادی توانسته مواد سمی و مضری را به خاک های منط قه اضافه کند . وجود این آلاینده ها در محیط زیست علاوه بر ت أثیر گسترده بر اکوسیستم منطقه ، با گذشت زمان و ورود به چرخه غذایی ، به جوامع انسانی نیز راه می یابند و به این ترتیب سلامت انسانها را تهدید می کنند

در حال حاضر نیاز به جلوگیری از گسترش این آلودگی ها و همینطور پاکسازی مناطق آلوده شده به شدت احساس می شود. برای این منظور می توان از روش های مختلفی بهره گرفت؛ یکی از این روش ها گیاه پالایی می باشد که از گیاهان و میکروارگانیسم های همراه آنه ا جهت پاکسازی محیط های آلوده (خاک، آب ) بهره می گیرد . در حقیقت گیاه پالایی با استفاده از دخالت های انسانی از جمله تکنو لوژی های کشاورزی (شخم زدن ، کود دادن و …) باعث ایجاد شرایط مناسب برای رشد و استقرار گیاه و افزایش فعال یت های طبیعی پاکسازی می شود.

 بزرگترین مزیت این روش نسبت به سایر روش ها :

ارزان بودن و سادگی آن است . در این روش انتخاب گیاه مناسب از اهمیت ویژه ای برخوردار است که به شرایط اقلیمی منطقه، نوع و میزان آلودگی خاک بستگی دارد . این تحقیق با هدف بررسی حذف آلودگی ناشی از گازوئیل توسط گیاه یونجه و جو در قالب یک آزمایش گلخانه ای طراحی و اجرا شد.

زیست پالایی (Bioremediation)

زیستپالایی (Bioremediation) :

یک گزینهی مناسب برای تخریب آلایندههای زیانآور گوناگون با استفاده از فعالیت زیستشناختی طبیعی است. این روش نسبت به سایر روش‌ها ارزانتر است، به فناوری پایینی نیاز دارد و پذیرش عمومی آن نیز بالاتر است.

از آنجا که به نظر میرسد زیستپالایی یک گزینهی خوب نسبت به فناوریهای پاکسازی متداول است، پژوهش در این زمینه به سرعت در حال افزایش است.

تعریف زیستپالایی: فرایندی است که طی آن زائدات آلی به صورت زیستشناختی و در شرایط کنترل شده تجزیه شده و به حالت غیر زیانآور میرسد، یا اینکه غلظت آنها به حد کمتر از مقدار مجاز سازمان‌های قانونگذار میرسد.

طبق تعریف، زیستپالایی عبارت است از استفاده از موجودات زنده، عمدتا میکروارگانیسمها، جهت تجزیهی آلایندههای محیطی و تبدیل آنها به شکلهای با سمیت کمتر.

میکروارگانیسمها ممکن است بومی منطقهی آلوده باشند، یا اینکه از جای دیگری جداسازی شده و به محل آلوده آورده شده باشند. تجزیهی زیستی یک ترکیب غالبا نتیجهی عمل چندین موجود زنده است. وقتی که به منظور افزایش میزان تجزیه، میکروارگانیسمها را به محل آلوده وارد میکنیم، به آن تقویت زیستی میگوییم.

زیست پالایی Bioremediation

مقدمه

خاک اساس هستی ، تولید و انبار مواد خام است و نقش بسیار مهمی در زندگی انسان ایفا می کند . نقش عمومی خاک نسبت به هوا و آب از اهمیت بیشتری برخوردار است.حفاظت خاک به عنوان یک وظیفه سیاست محیطی مانند آب و هوا واجب و ضروری می باشد . انسان هرچه بیشتر سعی می کند هوا وآب را تمیز کند به همان نسبت در نتیجه این اقدام پاک کننده خود ، خاک را آلوده تر می کند و بر بار آلودگی خاک اضافه می شود .هرگونه تغییر در وی‍ژگی های اجزای تشکیل دهنده خاک به طوری که استفاده از آن ناممکن گردد آلودگی خاک نامیده می شود .خاک منبع درآمد و تولید و اساس جمیع تمدن مادی است حفظ خاک همانند حفظ آب و هوا ضروری می باشد . از آنجایی که خاک روز به روز به قبرستان مواد زیانبخش و دریافت کننده مواد زیان آور تبدیل شده است و نیز بیشتر از آب و هوا بر بار آلودگی خاک افزوده می شود و توان خود پالائی خاک به علت کم بودن مبادله ی آن کمتر از توان خود پالائی هوا وآب است و از طرفی به طور روز افزون بر اثر ایجاد ساختمان و راه وتاسیسات شهری و صنعتی مقدار زیادی از خاک از گردش طبیعی و نیز از حوزه زراعتی خارج می گردد و تبدیل به خاک مرده می شود .


  در صورتی که خاک بر اثر فعالیت های بشر وضعیتی پیدا کند که دیگر نتوان بهترین کاربری را از آن داشته باشیم در اصطلاح می گویند خاک آلوده شده است.
یا به عبارتی دیگر:
هر فعالیتی که توسط بشر صورت پذیرد، بطوریکه نتوان ازآن خاک بهترین استفاده را داشت،اصطلاحا آلودگی خاک می گویند.
 خاک یکی از منابع مهم و ارزشمند طبیعت است و هم اکنون ۹۵ درصد غذای انسان ها از زمین به دست می آید، با این وجود یکی از انواع مهم آلودگی های محیط زیست، آلودگی خاک است.
 خاک، پالاینده طبیعت محسوب می شود که علاوه بر تامین موادغذایی، ویژگی تصفیه کنندگی نیز دارد، اما مدت هاست که مواد نفتی و مشتقات آن در اثر حمل و نقل یا ذخیره سازی موجب آلودگی خاک می شود، این درحالی است که هرچقدر مواد نفتی به عمق بیشتری از خاک نفوذ کند، رفع آلودگی آن مشکل تر و هزینه آن چندین برابر خواهد بود .

  خاصیت پالایش پذیری خاک:
می توان گفت خاک به سه دلیل خاصیت پالایش پذیری دارد:
1) خاصیت فیزیکی: وجودمنافذ وخلل وفرج و..
 2) خاصیت جذب سطحی: وجود بارهای ناهمنام
3) خاصیت بیولوژیکی: وجود میکروارگانیسم ها (باکتری، قارچ، کرم)

 

 استان اصفهان، جنوب تهران، عسلویه بوشهر ،زمین های اطراف مس سرچشمه، استان سیستان و بلوچستان و مناطق زیادی از خوزستان به ترتیب بالاترین میزان آلودگی خاک را دارند.آلودگی خاک باعث از بین رفتن پوشش گیاهی و کاهش رشد و نمو گیاهان و در نهایت فرسایش خاک و بیابان زایی می شود.

  انواع مواد آلوده کننده خاک:

  الف-آلودگی از طریق صنعت

  دود کارخانه ها و سوخت موتور ها

  فاضلاب ها و مواد زائد صنعتی کارخانه ها

 ب- آلودگی خاک از طریق زباله و فاضلاب های شهری

 زباله های بیمارستانی

  زباله ها و آشغال ها و فاضلاب های شهری

  ج- آلودگی از طریق مواد مورد استعمال در کشاورزی

 مصرف بی رویه و نامناسب کود شیمیایی

 استعمال حشره کش ها

  سموم دفع آفات


  مختصری بر مشکلات آلودگی نفتی :

از جمله آلاینده های خاک، آلاینده های نفتی را می توان نام برد. متداولترین آنها شامل؛ نفت (Oil)، گازوئیل، حلالهای کلردار، BTEX (بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن)، PHA (پلی هیدرو آروماتیک حلقوی) و ... می باشند. در میان اینها، نفت ازمعمولترین آلاینده هاست که هم اکوسیستم های آبی و هم خشکی را به خطر می اندازد. از جمله علل آلودگی نفتی، تصادف تانکرهای نفت، بمباران، پخش مواد نفتی و نشت گاز در اطراف چاههای نفت و برخی فعالیتهای بی ملاحظه انسان و ... می باشد. در واقع نفت خام روی خاک، تهدیدی جدی و گسترده برای هوا، آبهای زیرزمینی، کیفیت خاک و ریز جانداران گیاهی و جانوری است و پالایش خاکها و رسوبات و آبهای آلوده به نفت، یک چالش جدی و اساسی برای تحقیقات محیط زیست است.


  در کشور ما ایران نیز به دلیل نفت خیز بودن و مصرف بالای مواد نفتی ، آلودگی خاک به مواد نفتی یکی از معضلات اساسی می باشد.تاثیرات منفی ناشی از آلودگی منجر به ارائه برنامه ها و دستورالعمل ها یی برای حفظ و حمایت از محیط زیست شد. که در این میان کاربرد روشهای زیستی از میان گزینه های اصلاح خاک برتری دارد.

  آلودگی نفتی یکی از معمولی ترین و شایع ترین نوع از آلودگی ها ، هم در اکوسیستم خشکی و هم در اکوسیستم آبی است .به دلیل نشت مقادیر عظیم نفتی، فعالیتهای صنعتی و همچنین کاربرد ترکیبات مختلف شیمیایی مثل هیدروکربنهای آروماتیکی و مواد سوختی ،امکان آلودگی خاک و نهایتا آبهای زیرزمینی با نفت بسیار محتمل است .

  آلودگی خاکهای کشور به مواد نفتی موجب می شود که:

 ز یک سو به لحاظ آلودگی های زیست محیطی و انتقال این هیدروکربن های نفتی به آب های زیرزمینی مشکل ساز باشد و از یک سو ، پتانسیل بالفعل این خاکها را برای استفاده های بهینه در زمینه کشاورزی و تولید محصول ،بسیار کاهش می دهد.

اثرات آلاینده های نفتی:

1-اولین اثراتی که پخش مواد نفتی یا نفوذ گازهای طبیعی، در خاک می گذارد، جایگزین شدن هوای خاک با گازهای مذکور و بوجود آمدن یک محیط بی هوازی است که نهایتا منجر به نابودی M.O ها و پوشش گیاهی خواهد شد.

2-از دیگر مضرات پخش مواد نفتی، سمیت خاص برخی از هیدروکربنهای حلقوی روی رشد و نمو گیاهان می باشد. لذا خارج کردن ضایعات و آلاینده ها به طریق ایمنی از محیط زیست انسان، برای ادامه تمدن به عنوان ضرورت شناخته شده است.

  روشهای پالایش خاکهای آلوده:

  خاکهای آلوده به جهت طبیعت ناهمگن خاک و حجم بالای موادی که باید اصلاح شوند محیطی پیچیده و پرهزینه برای پاکسازی هستند.به طور کلی چهار روش برای اصلاح خاکهای آلوده ارائه شده است که هر کدام از این روشها به طرق مختلف انجام می شود.

 روشهای فیزیکی مانند سوزاندن ،افزایش تهویه و جذب دمایی و ... میباشد.

  روشهای شیمیایی شامل رسوب دادن ،استخراج از طریق حلال ها ، اکسایش و احیا و ... می باشد.زیست پالایی نیز می تواند با یکی از مکانیزمهای استفاده از راکتور زیستی ،تهویه زیستی،افزایش زیست توده میکروبی و... انجام شود.

  روشهای پالایش خاکهای آلوده:

  جهت اصلاح خاکهای آلوده به نفت استفاده از bioreactors مورد توجه قرار گرفت اما برای این کار خاکهای آلوده باید منتقل شوند و این فرآیندها هم هزینه بالایی دارد و هم اینکه برای بافت و ساختمان طبیعی خاک خطرناک می باشد.(huang 2004)

   استفاده درجا از ریز جانداران (bioremediation) جهت اصلاح خاکهای آلوده نیز مورد توجه قرار گرفت اما اغلب برای تولید زیست توده کافی در یک خاک طبیعی جهت کاهش آلاینده های نفتی به حد قابل قبول با مشکل مواجه هستند.

  آلودگی های صنعتی فشار مضاعفی بر اکوسیستم‌ها و به‌عبارتی تنوع زیستی وارد می کنند و بدون اتخاذ تدابیر فوری این روند برگشت ناپذیر، جهانی فقیر از لحاظ زیستی را برای نسل های آینده به ارث خواهد گذاشت. صنایع مختلف از جمله صنایع پتروشیمی خود می بایست پیش قدم در مسیر حفظ محیط زیست و اکوسیستم در اقلیم جغرافیایی خود باشند.

با شدت یافتن آلودگی محیط زیست با مواد خطرناک در نیم قرن اخیر، استفاده از زیست‌فناوری برای رفع آلودگی محیط زیست، مورد توجه قرار گرفته و موفقیت های بدست آمده در ابعاد صنعتی در این زمینه از مهمترین دستاوردهای زیست‌ فناوری است.

l فعالیتها در حوزه زیست فناوری به عنوان یکی از حوزه های فناوری های نوین بعضا تجاری نشده و در سطوح آزمایشگاهی و نیمه تجاری می باشند اما در حوزه زیست فناوری محیطی و زیست پالایی بسیاری از صنایع از جملع صنایع پتروشیمی دنیا از فناوری های تجاری شده زیست پالایی استفاده می کنند. در برخی از مجتمع های پتروشیمی ایران نیز از فناوری های نوین زیست پالایی جهت حذف آلاینده ها از پساب استفاده می گردد.

   زیست پالایی به عنوان راهکاری مناسب ...
 
  زیست پالایی یک اصطلاح کلی در جهت رفع آلودگی های زیست محیطی به وسیله فرآیندهای بیولوژیکی و توسط میکروارگانیزمها (خصوصا باکتری ، مخمر و قارچ) در خاکها و آبهای آلوده می باشد.زیست پالایی هم می تواند با تکیه بر میکروارگانیزمها ی اندوژن (بومی خاک) وهم میکروارگانیزمهای اگزوژن(جداسازی شده از محیط های دیگر) صورت گیرد.تکنولوژی زیست پالایی محیط را بهینه می سازد که میکروارگانیزمهای اختصاصی بتوانند رشد کنند و حداکثر مقدار آلودگی را تخریب کنند.زیست پالایی هم می تواند در محیط های هوازی و هم در محیط های غیر هوازی رخ دهد.