Főoldal » Biotechnológia a környezetvédelem szolgálatában

Biotechnológia a környezetvédelem szolgálatában

MEGOSZTÁS

Ha tetszett a cikk, akkor nyugodtan oszd meg ismerőseiddel, valószínű ők is örülni fognak neki.

A félév lezárultával nagyon hosszú kényszerszünet után ismét jelentkezem, sok új, érdekes témával. Elsőként egy olyan területről írok, amelyet rendkívül érdekesnek tartok: arról, hogyan tudunk a természetes folyamatokat másolva mikroorganizmusokat a környezetvédelem szolgálatába állítani.

A biotechnológia a modern ipar egyik sikerágazata, ma már az életünk nem képzelhető el nélküle. Számos olyan anyag van, amelynek termelése vagy éppen lebontása nem lenne lehetséges vagy magas ára miatt nem lenne elérhető az átlagemberek számára, ha nem mikrobákkal termeltetnénk. A legjobb példa a cukorbetegek számára nélkülözhetetlen inzulin, amelyet genetikailag módosított baktériumokkal termeltetnek meg.

A biotechnológiai eljárások alkalmazásának számos előnye van a vegyipari módszerekhez képest. Szobahőmérsékleten vagy annál alig magasabb hőfokon, légköri nyomáson zajlik a termelés vagy lebontás, így energiatakarékos, ami máris egy komoly környezetvédelmi előny, emellett kiváltják a környezetre veszélyes vegyszerek alkalmazását és megújuló nyersanyagokhoz juthatunk általuk. Tudni kell azonban, hogy biotechnológiai szintézisekhez sokszor genetikailag módosított szervezeteket használnak, tehát egy baktériumba egy másik élőlény genetikai állományának egy részét átültetve teszik képessé az egysejtűt arra, hogy olyan anyagokat termeljen az emberiség számára, amire magának a baktériumnak nem lenne szüksége. A folyamat ugyanaz, mint ahogy a környezetvédők által rendkívül ellenzett GMO szója, kukorica stb. készül, azonban annyiban elfogadhatóbb, hogy itt a módosított baktériumok egy steril üzemben, egy reaktorba zárva végzik a termelő tevékenységet, a reaktor speciális körülményei közül kijutva pedig azonnal elpusztulnak. Így nem fenyeget az a veszély, ami a földeken termelt GMO szójánál igen, hogy szétterjed a természetben és kiszorítja az őshonos fajokat.

A környezetvédelem nem termelő, hanem lebontó folyamatokhoz használ mikroorganizmusokat, gyakorlatilag a természetes folyamatokat egy az egyben lemásolva. Itt az esetek többségében nincs szó genetikailag módosított organizmusokról, hanem a folyókból, tavakból, talajból begyűjtött, természetes baktériumokat, gombákat stb. szaporítják föl mesterséges körülmények között.

A leggyakoribb ilyen vonatkozás, amivel az emberek a mindennapi életük során találkoznak, az a szennyvíztisztítás. A lakossági szennyvíztisztítók mind biológiai alapon működnek, baktériumokkal távolítják el a szerves vegyületeket, a különböző nitrogénformákat (pl. nitrit, nitrát) és gyakran a foszforvegyületeket is; pontosan úgy, ahogy a természet ezt ősidők óta végzi. A baktériumok számára ezek a szennyező anyagok a táplálék, így vígan szaporodnak rajta, a szaporulatot (ún. fölösiszap) aztán eltávolítják a rendszerből, és humusszá komposztálva lerakók fedésére használják. A szennyvíztelepeknek három kategóriája ismert: az intenzív szennyvíztisztítás, amely ma domináns szerepet tölt be; az ökológiai módszerek és az élőgépes szennyvíztisztítás; ezeket egy korábbi posztban már részletesen bemutattam: https://www.felsofokon.hu/zold-lendulet/2011/08/30/elogepes-szennyviztisztitasi-technologia

A másik igen fontos alkalmazási terület a talajok kármentesítése valamilyen súlyos szennyezést követően. Magyarországon pl. a szovjet hadsereg kivonulása után komoly gondot jelentett, hogy a hátrahagyott katonai létesítményeken sok helyütt kiömlött üzemanyaggal szennyezett talajrétegeket találtak. Sok korábbi, felhagyott gyártelepen is hasonló gondok merültek fel. Az ilyen szennyezések rendkívül veszélyesek, hiszen a szerves, olajos folyadékok szétterjednek a talajban és leszivárogva ihatatlanná teszik a mélységi kutakból nyert ivóvizet, sőt hosszabb idő alatt a folyókba, tavakba is eljutnak, ahol az élőlényekre is komoly veszélyt jelentenek. Amennyiben a szennyező anyag biológiailag bontható (tehát 25-30-nál kisebb szénatom-számú és nem elágazó szénláncú), akkor a probléma kezelhető mikrobák segítségével, ehhez ráadásul a rendkívül súlyos szennyezések kivételével még nem is kell kiásni és reaktorba vinni a talajt, hanem a művelet a helyszínen elvégezhető. A szennyezőanyag pontos összetételének, a szennyezett talaj mennyiségének, elhelyezkedésének és a talajvíz-viszonyok felmérésének eredményeként meghatározható a kivitelezés optimális módja – ehhez tehát rengeteg mintavételre és analitikai mérésre van szükség. Ha a szennyezés okozta kockázat nem túl nagy, és a talajban maradtak még élő lebontó baktériumok, gombák, amelyek meg tudnak birkózni az adott szennyezőanyaggal, elég, ha ezeknek a működését segítik azzal, hogy levegőt pumpálnak a talajba, és ha szükséges, cukoroldatot is adnak hozzá, hogy felszaporodjanak a mikrobák. Ha valamilyen speciális lebontó szervezetre van szükség, azt laboratóriumban kitenyésztve hozzák a helyszínre, ahol a talajba injektálva, levegőztetve, szükség esetén cukorral feltáplálva elvégzi a lebontást. A folyamat lezárultával a mikroba elegendő tápanyag híján nagyrészt elpusztul, de ha a további jelenléte kockázatot jelent, a talaj fertőtlenítésével meg lehet szabadulni tőle (ezt azonban, ha nem létszükséglet, inkább jobb elkerülni, hiszen ekkor minden más talajlakó élőlény is elpusztul, és jó időbe telik, mire a talaj visszanyeri normális állapotát. Az egész folyamatot figyelemmel kell kísérni: a felmérés során ásott mintavevő kutak közül néhányat a lebontás alatt és utána is működtetni kell, hogy feltűnő legyen, ha valami nem a terveknek megfelelően alakul a lebontásnál és be kell avatkozni.

Természetes vizek tisztítására egészen a közelmúltig nem használtak mesterségesen mikrobákat, hiszen azok amúgy is megtalálhatóak a vizekben; ha pedig a természetes mikroba-populáció nem volt képes a szennyezés kezelésére (pl. olajfoltok a vizen), akkor vagy mechanikai úton távolították el, vagy technológiailag megoldhatatlannak ítélték a problémát. Az élőgépek megjelenésével azonban ez megváltozott, hiszen azok nem csak szennyvíztelepként, hanem az élő vízben úszó szigetként is kivitelezhetőek, így a vízben oldott szerves anyagokat le tudják bontani.

Összességében, a környezetvédelem nem képzelhető el biotechnológia nélkül. Ha ezek az eljárások nem lennének, mindent vegyszerekkel kellene elvégezni, ami óriási környezetrombolást és gazdasági hátrányt okozna. A mikrobák sem oldanak meg azonban minden problémát: rengeteg anyagot nem képesek lebontani, és amit igen, azt sem maradéktalanul. Sose feledjük: a legfontosabb szempont a szennyezés megelőzése, ezzel takaríthatjuk meg magunknak a legtöbb gondot.

(Vezérkép forrása: http://www.open.edu/openlearn/nature-environment/the-environment/environmental-studies/trashing-the-waves )

MEGOSZTÁS

Ha tetszett a cikk, akkor nyugodtan oszd meg ismerőseiddel, valószínű ők is örülni fognak neki.