«Биокаталитические системы для защиты окружающей среды»


Глава 3.Технологическая часть 3.1. Практическое применение биокаталитических систем для защиты окружающей среды



Скачать 359.89 Kb.
страница9/11
Дата03.10.2019
Размер359.89 Kb.
Название файлакурсовая работа, биокатализ и нанотехологии,.docx
ТипКурсовая
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Глава 3.Технологическая часть

3.1. Практическое применение биокаталитических систем для защиты окружающей среды


При постоянном антропогенном воздействии на почву меняются и разрушаются микробоценозы, свойственные «здоровой» почве. Под «здоровьем» почвы можно понимать способность почвенной биосистемы в заданных пространственных границах поддерживать продуктивность растений и животных, сохранять приемлемое качество воды и воздуха, а также обеспечивать здоровье людей, животных и растений. Одним из наиболее эффективных методов очистки окружающей среды от техногенных загрязнений является биоремедиация. При биоремедиации постепенное восстановление исходных параметров почвенного плодородия может происходить спонтанно за счёт растительномикробной системы. Однако процессы эти порой очень медлительны и требуются усилия по повышению скорости репарационных процессов, что является одной из первостепенных задач почвенной биотехнологии. В сравнении с другими методами очистки окружающей среды от загрязнения, биоремедиация in situ гораздо дешевле. По экспертным оценкам, средняя стоимость способов биоремедиации составляет менее 20% от стоимости химических методов. При рассеянном загрязнении альтернативы биоремедиации просто нет. В отличие от промышленной биотехнологии, где имеется возможность выдерживать все параметры технологического процесса, биоремедиация, как правило, осуществляется в открытой системе, т. е. в окружающей среде. Разнообразие поллютантов, включая токсины биологического происхождения, попадающих в окружающую среду, диктует и разнообразие методов биоремедиации и применение широкого круга организмов-биоремедиаторов. В конечном итоге скорость и качество биоремедиационных процессов определяются тремя возможностями организмов или биосистем: 1) способностью к разрушению поллютантов до соединений менее токсичных или не токсичных совсем, 2) способностью извлекать поллютанты из окружающей среды и тем или иным способом производить их детоксикацию и 3) способностью ингибировать деятельность организмов-токсинообразователей. Первая особенность биоремедиаторов связана с синтезом экзоферментов, чаще всего гидролитических или оксидоредуктаз; вторая особенность определяется различными метаболическими механизмами, переводящими токсиканты в неактивное состояние; третья – основана на механизме антагонистической репрессии. В системе биоремедиационных мероприятий опираются на следующие группы организмов, способных снижать токсичность загрязнённых почв: – аборигенную микрофлору. При этом требуются дополнительные приёмы, обеспечивающие более активное размножение автохтонных видов, разрушающих или адсорбирующих ксенобиотики; – выделенные и отселектированные штаммы микроорганизмов, обладающие деструктивной способностью в отношении загрязняющих веществ. В этом случае используют и отселектированную аборигенную микрофлору, и специализированные микроорганизмы, выделенные из других загрязнённых местообитаний, чуждые для данного места (приём получил название «биоаугментация»); – скомбинированные консорциумы микроорганизмов, члены которых аддитивно дополняют оздоровительные функции партнёров; – высшие растения-фиторемедиаторы, способные аккумулировать загрязняющие вещества в своих органах, благодаря чему происходит удаление поллютантов непосредственно из почвы или воды с последующим удалением из экосистемы самих растений; – ассоциативные растительно-ризомикробные комплексы, в которые микробы-детоксиканты вводятся путём инокуляции семян или иного посадочного материала. Таким образом, накоплен сравнительно большой опыт биорекультивации техногенных территорий с использованием организмов различных систематических групп. Помимо этого проводятся стандартные исследования, в которых изучаются абиотические факторы, влияющие на скорость процесса биодеградации и глубину очистки от загрязнителя (температура, рН, влажность, уровень аэрации, концентрация самих загрязняющих веществ, наличие минеральных и органических источников питания для организмов-деструкторов и т. д.). Для эколого-токсикологической характеристики биоремедиационных мероприятий предлагаются критерии оценки безопасности и эффективности технологий биоремедиации почвы:

1. Выделенные штаммы-биодеструкторы изучают на безвредность для теплокровных тест-животных по наиболее строгим критериям, принятым в международной практике для микроорганизмов-продуцентов лекарственных препаратов.

2. Перед биоремедиацией составляют (на основе данных химического анализа) карту участка, содержащую информацию о фактическом содержании загрязняющих веществ в почве и их распределении по почвенным горизонтам.

3. Для всесторонней оценки эффективности биоремедиации изучают интегральную токсичность почвы и её биофункциональную активность.

4. Оценивают риск заболеваемости населения, проживающего в зоне биоремедиации

Стратегия использования микроорганизмов в охране окружающей среды осуществляется по двум главным направлениям – экстенсивному и интенсивному. Экстенсивные методы основаны на стимулировании или ингибировании деятельности аборигенных микроорганизмов, разрушающих ксенобиотики и представляют собой самостоятельный раздел биотехнологии, оперирующий с естественными ассоциациями в местах их природного существования. Эти методы основаны на процессах, характеризующихся небольшими скоростями, но они могут быть применены для охраны от загрязнения огромных объёмов почв и природных вод при небольших капитальных затратах. Интенсивные методы основаны на интродукции активных микроорганизмов деструкторов в загрязнённую почву в виде суспензии свободных или иммобилизованных на специальных носителях клеток.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


База данных защищена авторским правом ©danovie.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница