Біопроцеси та типи біоочищувачів забруднення

Внаслідок зростання антропогенної діяльності збільшилась кількість ксенобіотиків у природному середовищі, що призвело до забруднення екосистем. Відомо, що мікробні асоціації різних екосистем характеризуються здатністю розкладати і утилізувати багато полютантів шляхом біотрансформації, біоконверсії чи біорозкладу. Саме тому екологічна біотехнологія застосовує різноманітні види мікроорганізмів. Для вибору найкращих біоочищувачів здійснюють різні технології отримання продуцентів біоочищення. З відомих у природі понад 100 тис. видів мікроорганізмів у біотехнології використовують лише декілька сотень, що належать до бактерій, актиноміцетів, дріжджів і цвілей.

Біотрансформація відходів вермикультурою та асоціаціями мікроорганізмів також дає успішні результати. Альтернативою безвідходним пропонується біотрансформація відходів вермикультурою та мікроорганізмами (США, 40-і роки, Европа, Азія, 80-і роки).

Біотехнологічні технології очищення довкілля характеризуються малими есплуатаційними витратами, простотою обслуговування, надійністю очищення, зумовленого практично повним (до оксидів вуглецю, води) руйнуванням органічних речовин з використанням біоагентів очищення.

Процеси біоочищення:

· біодеструкція – біотрансформація та біоконверсія;

· біорозклад - біодетоксикація та біодеградація.

Типи біоочищувачів забруднення стоків:

· біодеструктори – біоагенти, що використовуються для аеробної та анаеробної очистки стоків І категорії (біотрансформація, біоконверсія);

· бодетектори, біодеграданти –– біоагенти, що використовуються для очистки стоків ІІ категорії від хімічних забруднень видозміною (біодетоксикація) або повним розкладом (біодеградація).

 

Лекція 7. Селекція штамів - деструкторів забруднювачів.

Фототрофи в системі моніторингу забруднення водойм.

Біотестування хімічних речовин (забруднювачів)

Біотестування проводиться для обґрунтування гігієнічних та екологічних регламентів і індивідуальних профілактичних засобів у виробництві та побуті.

 

Біоіндикація забруднень

Для встановлення чистоти води, окрім фізико-хімічного, важливе значення має біологічне тестування (біоіндикація), особливо для оцінки ефективності доочистки та наявності мутагенно активних сполук. Для біоіндикації можна застосовувати різноманітні тест-системи, в тому числі тест-мікроорганізми та рослинні тест-системи.

Мікроорганізми активно розвиваються на рівні висоти 0 – 1 м від поверхні, а поодинокі можуть сягати висоти 11 км. В ґрунтах мікроорганізми сягають глибини 5 м, та найбільш активно розвивають при концентрації біомаси 100 тис кл/см³ у верхньому шарі ґрунту 5-10 см. Зокрема, до канцерогенного впливу бензпірену на організми в ґрунтах найбільш чутливими є ґрунтові гриби, актиноміцети та спорові бактерії, що знижують наростання біомаси.

Серед прісноводних та морських гідробіонтів найкраще акумулюють бензпірен мідії, мезопланктон, бактерії (Trichodesmium, Oscillatoria, Nostos, Mycoplana, Pseudomonas, Vibrio, Spirillum) та деякі водорості (Asterionella, Fragilogia, Navicula, Gonyaulax, Gymnodinium).

Забруднення водних екосистем промисловими, побутовими та нафтовими стічними водами можна виявляти за допомогою найбільш чутливих до поліциклічних ароматичних вуглеводнів деяких популяцій риб.

Фітоіндикатором забруднення атмосферного повітря бензпіреном пропонується хвоя сосни.

Розроблені також спеціальні методичні рекомендації, що регламентують умови та методи дослідження бластомогенних речовин, в тому числі біотестування на наявність біомаркерів в живому організмі. При цьому слід враховувати, що в організмі різних видів тварин швидкість і характер біоперетворень під дією мутагенів та онкогенів істотно відрізняються.