زيست پالايي Bioremediation

درحال مشاهده: زيست پالايي Bioremediation

ادعونی اهدای خون

زيست پالايي Bioremediation

۱۳۸۹/۱۱/۰۱

16:27

امیرحسین ستوده بیدختی

مقدمه

خاك اساس هستي ، توليد و انبار مواد خام است و نقش بسيار مهمي در زندگي انسان ايفا مي كند . نقش عمومي خاك نسبت به هوا و آب از اهميت بيشتري برخوردار است.حفاظت خاك به عنوان يك وظيفه سياست محيطي مانند آب و هوا واجب و ضروري مي باشد . انسان هرچه بيشتر سعي مي كند هوا وآب را تميز كند به همان نسبت در نتيجه اين اقدام پاك كننده خود ، خاك را آلوده تر مي كند و بر بار آلودگي خاك اضافه مي شود .هرگونه تغيير در وي‍ژگي هاي اجزاي تشكيل دهنده خاك به طوري كه استفاده از آن ناممكن گردد آلودگي خاك ناميده مي شود .خاك منبع درآمد و توليد و اساس جميع تمدن مادي است حفظ خاك همانند حفظ آب و هوا ضروري مي باشد . از آنجايي كه خاك روز به روز به قبرستان مواد زيانبخش و دريافت كننده مواد زيان آور تبديل شده است و نيز بيشتر از آب و هوا بر بار آلودگي خاك افزوده مي شود و توان خود پالائي خاك به علت كم بودن مبادله ي آن كمتر از توان خود پالائي هوا وآب است و از طرفي به طور روز افزون بر اثر ايجاد ساختمان و راه وتاسيسات شهري و صنعتي مقدار زيادي از خاك از گردش طبيعي و نيز از حوزه زراعتي خارج مي گردد و تبديل به خاك مرده مي 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. خاك يكي از منابع مهم و ارزشمند طبيعت است و هم اكنون ۹۵ درصد غذاي انسان ها از زمين به دست مي آيد، با اين وجود يكي از انواع مهم آلودگي هاي محيط زيست، آلودگي خاك است.
خاك، پالاينده طبيعت محسوب مي شود كه علاوه بر تامين موادغذايي، ويژگي تصفيه كنندگي نيز دارد، اما مدت هاست كه مواد نفتي و مشتقات آن در اثر حمل و نقل يا ذخيره سازي موجب آلودگي خاك مي شود، اين درحالي است كه هرچقدر مواد نفتي به عمق بيشتري از خاك نفوذ كند، رفع آلودگي آن مشكل تر و هزينه آن چندين 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، عسلويه بوشهر ،زمين هاي اطراف مس سرچشمه، استان سيستان و بلوچستان و مناطق زيادي از خوزستان به ترتيب بالاترين ميزان آلودگي خاك را دارند.آلودگي خاك باعث از بين رفتن پوشش گياهي و كاهش رشد و نمو گياهان و در نهايت فرسايش خاك و بيابان زايي مي شود.

انواع مواد آلوده کننده خاک:

الف-آلودگي از طريق صنعت

دود كارخانه ها و سوخت موتور ها
فضلاب ها و مواد زائد صنعتي كارخانه ها
ب- آلودگي خاك از طريق زباله و فاضلاب هاي شهري
زباله هاي بيمارستاني

زباله ها و آشغال ها و فاضلاب هاي شهري

ج- آلودگي از طريق مواد مورد استعمال در كشاورزي
مصرف بي رويه و نامناسب كود شيميايي
استعمال حشره كش ها
سموم دفع آفات

مختصري بر مشكلات آلودگي نفتي :

از جمله آلاينده هاي خاک، آلاينده هاي نفتي را مي توان نام برد. متداولترين آنها شامل؛ نفت (Oil)، گازوئيل، حلالهاي کلردار، BTEX (بنزن، تولوئن، اتيل بنزن و زايلن)، PHA (پلي هيدرو آروماتيک حلقوي) و ... مي باشند. در ميان اينها، نفت ازمعمولترين آلاينده هاست که هم اکوسيستم هاي آبي و هم خشکي را به خطر مي اندازد. از جمله علل آلودگي نفتي، تصادف تانکرهاي نفت، بمباران، پخش مواد نفتي و نشت گاز در اطراف چاههاي نفت و برخي فعاليتهاي بي ملاحظه انسان و ... مي باشد. در واقع نفت خام روي خاک، تهديدي جدي و گسترده براي هوا، آبهاي زيرزميني، کيفيت خاک و ريز جانداران گياهي و جانوري است و پالايش خاکها و رسوبات و آبهاي آلوده به نفت، يک چالش جدي و اساسي براي تحقيقات محيط زيست است.
در كشور ما ايران نيز به دليل نفت خيز بودن و مصرف بالاي مواد نفتي ، آلودگي خاك به مواد نفتي يكي از معضلات اساسي مي باشد.تاثيرات منفي ناشي از آلودگي منجر به ارائه برنامه ها و دستورالعمل ها يي براي حفظ و حمايت از محيط زيست شد. كه در اين ميان كاربرد روشهاي زيستي از ميان گزينه هاي اصلاح خاك برتري دارد.

آلودگي نفتي يكي از معمولي ترين و شايع ترين نوع از آلودگي ها ، هم در اكوسيستم خشكي و هم در اكوسيستم آبي است .به دليل نشت مقادير عظيم نفتي، فعاليتهاي صنعتي و همچنين كاربرد تركيبات مختلف شيميايي مثل هيدروكربنهاي آروماتيكي و مواد سوختي ،امكان آلودگي خاك و نهايتا آبهاي زيرزميني با نفت بسيار محتمل است .

آلودگي خاكهاي كشور به مواد نفتي موجب مي شود كه:

از يك سو به لحاظ آلودگي هاي زيست محيطي و انتقال اين هيدروكربن هاي نفتي به آب هاي زيرزميني مشكل ساز باشد و از يك سو ، پتانسيل بالفعل اين خاكها را براي استفاده هاي بهينه در زمينه كشاورزي و توليد محصول ،بسيار كاهش مي دهد.

اثرات آلاينده هاي نفتي:

1-اولين اثراتي که پخش مواد نفتي يا نفوذ گازهاي طبيعي، در خاک مي گذارد، جايگزين شدن هواي خاک با گازهاي مذکور و بوجود آمدن يک محيط بي هوازي است که نهايتا منجر به نابودي M.O ها و پوشش گياهي خواهد شد.

2-از ديگر مضرات پخش مواد نفتي، سميت خاص برخي از هيدروکربنهاي حلقوي روي رشد و نمو گياهان مي باشد. لذا خارج کردن ضايعات و آلاينده ها به طريق ايمني از محيط زيست انسان، براي ادامه تمدن به عنوان ضرورت شناخته شده است.

روشهاي پالايش خاكهاي آلوده:

خاكهاي آلوده به جهت طبيعت ناهمگن خاك و حجم بالاي موادي كه بايد اصلاح شوند محيطي پيچيده و پرهزينه براي پاكسازي هستند.به طور كلي چهار روش براي اصلاح خاكهاي آلوده ارائه شده است كه هر كدام از اين روشها به طرق مختلف انجام مي شود.

روشهاي فيزيكي مانند سوزاندن ،افزايش تهويه و جذب دمايي و ... ميباشد.

روشهاي شيميايي شامل رسوب دادن ،استخراج از طريق حلال ها ، اكسايش و احيا و ... مي باشد.زيست پالايي نيز مي تواند با يكي از مكانيزمهاي استفاده از راكتور زيستي ،تهويه زيستي،افزايش زيست توده ميكروبي و... انجام شود.

روشهاي پالايش خاكهاي آلوده:

جهت اصلاح خاكهاي آلوده به نفت استفاده از bioreactors مورد توجه قرار گرفت اما براي اين كار خاكهاي آلوده بايد منتقل شوند و اين فرآيندها هم هزينه بالايي دارد و هم اينكه براي بافت و ساختمان طبيعي خاك خطرناك

مي باشد.(huang 2004)

استفاده درجا از ريز جانداران (bioremediation) جهت اصلاح خاكهاي آلوده نيز مورد توجه قرار گرفت اما اغلب براي توليد زيست توده كافي در يك خاك طبيعي جهت كاهش آلاينده هاي نفتي به حد قابل قبول با مشكل 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.

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.

زيست پالايي به عنوان راهكاري مناسب ...

زيست پالايي يك اصطلاح كلي در جهت رفع آلودگي هاي زيست محيطي به وسيله فرآيندهاي بيولوژيكي و توسط ميكروارگانيزمها (خصوصا باكتري ، مخمر و قارچ) در خاكها و آبهاي آلوده مي باشد.زيست پالايي هم مي تواند با تكيه بر ميكروارگانيزمها ي اندوژن (بومي خاك) وهم ميكروارگانيزمهاي اگزوژن(جداسازي شده از محيط هاي ديگر) صورت گيرد.تكنولوژي زيست پالايي محيط را بهينه مي سازد كه ميكروارگانيزمهاي اختصاصي بتوانند رشد كنند و حداكثر مقدار آلودگي را تخريب كنند.زيست پالايي هم مي تواند در محيط هاي هوازي و هم در محيط هاي غير هوازي رخ دهد.