میکرو ارگانیسم ها، نظافت چیان محیط زیست

میکرو ارگانیسم ها، نظافت چیان محیط زیست

نفت خام و محصولات آن، چه در هنگام استخراج و چه در مواقع حمل و نقل زمینی و دریایی، در نتیجه رخدادها و تصادف ها سبب آلودگی خاک، آب و یا به طور کلی محیط زیست می شوند. وجود هیدروکربن های نفتی در سطح دریا و در خشکی تهدیدی جدی برای اکوسیستم به شمار می آید، زیرا برای محیط زیست به شدت مضر و سرطان زا هستند. وجود نفت خام در سطح زمین، سبب آتش سوزی، آلودگی آب های زیر زمینی و آلودگی هوا نیز می شود، به همین دلیل پاک سازی این آلودگی ها باید هر چه سریع تر انجام گیرد تا محیطی ایمن و عاری از خطر داشته باشیم. برای پاک سازی و آلودگی زدایی مواد نفتی، روش های استاندارد و معمول زیادی وجود دارد که به علت هزینه بالا و پایین بودن کارایی محدود می شوند. پاک سازی بیولوژیک مواد نفتی، پروسه هایی هستند که ترکیبات سمی را به مواد غیر سمی و بی خطر تبدیل می کنند. این عمل در نتیجه فعالیت های متابولیک میکروارگانیسم هایی که قادرند از مواد نفتی به عنوان منبع انرژی و کربن خود استفاده کنند، صورت می گیرد. عرضه این فناوری می تواند بسیار مفید باشد، زیرا قادر است بدون ایجاد خلل در محیط زیست طبیعی، ترکیبات سمی مواد نفتی را به مواد غیر سمی تبدیل کند. در مقایسه با دیگر فناوری های پاک سازی مانند سوزاندن و دفن لجن های نفتی، روش بیولوژیک، بسیار ارزان تر و مقرون به صرفه تر است. امروزه تعداد بی شماری از میکروارگانیسم هایی که قادر به تجزیه نفت هستند، شناخته شده اند. با مطالعات وسیع روی این میکروارگانیسم ها و با روش های افتراقی و کشت توانسته اند گونه های شاخص و کارآمد را جداسازی کنند.

هنگامی که میکروارگانیسم ها هیدروکربن های نفت خام را می شکنند، نخستین مرحله این پروسه، اضافه کردن گروه هیدروکسیل به انتهای زنجیره آلکان و یا به حلقه غیر اشباع هیدروکربن آروماتیک چند حلقه ای است که در نتیجه یک الکل شکل می گیرد. این مرحله از واکنش، به وسیله قارچ های میکروسکوپی انجام می گیرد. پس از این مرحله، باکتری ها و مخمر ها الکل را به آلدهید و بی درنگ آلدهید را به اسید کربوکسیلیک تبدیل می کنند و سرانجام پس از طی یک زنجیره بلند از واکنش های احیا، محصولات نهایی یعنی آب، دی اکسید کربن و بیوماس تشکیل می شود. این واکنش ها آنزیم های درون سلولی و برون سلولی که به وسیله این میکروارگانیسم ها سنتز می شود، انجام می گیرد. عقیده بر این است که ترکیبات با وزن مولکولی پایین به وسیله آنزیم های درون سلولی تجزیه و ترکیبات نفتی با وزن مولکولی بالا به وسیله آنزیم های میکروبی برون سلولی شکسته می شوند. تمام این محصولات نهایی غیر سمی هستند و از بیوماس پس از پایان یافتن پروسه های فرآوری بیولوژیک، می توان به عنوان کود استفاده کرد.

پاک سازی بیولوژیک آلودگی های نفتی به وسیله میکروارگانیسم ها بسیار آسان است زیرا باکتری های تجزیه کننده هیدروکربن های نفتی در حالت طبیعی به طور گسترده در طبیعت (محیط های آبی و خشکی) توزیع شده اند. تحقیقات نشان داده است که جمعیت این گونه باکتری ها حدود یک درصد از کل جمعیت میکروبی جهان است. این گونه باکتری ها که چربی دوست هستند، به سمت مواد نفتی جذب می شوند. هنگامی که یک منطقه با مواد نفتی آلوده می شود، جمعیت آنها افزایش می یابد و به حدود ده درصد از کل جمعیت می رسد. پس می توان انتظار داشت که این روش در محیط زیست به طور طبیعی صورت می پذیرد ولی سرعت آن بسیار کند است؛ از این رو ما می توانیم با استفاده از روش های میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی نوین، این پروسه بیولوژی را تقویت کنیم و به طور انحصاری به خدمت خود درآوریم.

در سال ۱۹۹۷ شرکتی به نام TERI پس از چندین سال تحقیق روی باکتری های تجزیه کننده نفت خام و لجن های نفتی موفق به تولید ترکیباتی به نام oil zapper شدند. این مواد شامل باکتری های تجزیه کننده نفت، به علاوه یک رشته مواد حامل آلی (به صورت پودر) برای حفظ و نگهداری این باکتری ها هستند. این ترکیب از پنج گونه باکتری تشکیل شده است که قادرند بخش‌های آلیفاتیک، آروماتیک، آسفالتین و ترکیبات نیتروژنی، گوگردی و اکسیژنی را در نفت خام و لجن های نفتی به سرعت تجزیه و در نهایت تولید مواد و ترکیبات بی خطری مانند آب، دی ‌اکسید کربن و بیوماس کنند.