استفاده از میکروارگانیسم ها برای کنترل آلودگی فلزات سنگین در محیط های آبی

آلودگی یک محیط آبی باعث تغییرات فیزیکی (کدورت، رنگ، دما، گرانروی و کشش سطحی)، شیمیایی (میزان اکسیژن موجود در آب، pH ، اسیدیته، قلیائیت، COD ، مواد غذایی و میزان سمیت) و بیولوژیکی میشود که کیفیت آب را برای مصرف انسان نامناسب میسازد. از بین آلاینده های مختلف، فلزات سنگین به علت سمیت بالایشان برای موجودات زنده حتی در غلظت های کم (میلی یا میکروگرم در لیتر) موجب آلودگی میگردند. به علت توسعه فعالیت های صنعتی، افزایش مقدار فلزات سنگین در جریان های رودخانه ای به وجود آمده و باعث تولید مقادیر بالایی فلزات سنگین شده است که بر سمیت آب اثر زیادی دارند و تهدیدی جدی برای حیوانات و انسان محسوب میشوند. این فلزات در پسماند کارخانه هایی مانند خمیر کاغذ، پتروشیمی، پالایشگاه و کودسازی وجود دارند و باعث اثرات سمی قابل ملاحظه بر محیط دریافت کننده می شوند. فلزات سنگین یا سمی حداقل پنج برابر سنگین تر از آب می باشند. عناصری با پایداری بالا (غیرقابل تجزیه در بدن) و دارای توانایی تجمع زیستی در زنجیره غذایی بوده و قابلیت انتقال به انسان را دارند. خطرناکترین آنها شامل جیوه ( Hg )، نیکل ( Ni )، سرب ( Pb )، آرسنیک ( As ) و کادمیم( Cd) میباشند. این فلزات وظیفه ای در بدن ندارند و بنابراین ایجاد سمیت می نمایند. آلودگی زیستی و تماس با فلزات سنگین مشکلی جدی در سرتاسر جهان می باشد و توسعه روش های اقتصادی و تکنولوژیکی خالص سازی پسماند کارخانه ها، یکی از مسایل خیلی مهم در قرن حاضر است. روش های متعارف در حذف فلزات سنگین از جریان فاضلاب ها استفاده از مواد شیمیایی است که غیراقتصادی، همراه با صرف هزینه بالا و موجب تولید حجم زیادی پسماند و لجن سمی نیز میگردد بنابراین باتوجه به واردکردن صدمات مضاعف لجن سمی بر محیط زیست؛ خیلی مورد توجه نیستند. بهترین راه حل جلوگیری از ورود فلزات سنگین به اکوسیستم های طبیعی، استفاده از تکنیک های زیستی هستند. مواد گیاهی ارزان قیمت مانند شلتوک برنج، خاکاره، پوست و برگ گیاهان و همچنین بیوماس میکروارگانیسم ها به طور وسیعی به عنوان جاذب فلزات سنگین استفاده شدهاند. در فرآیند جذب سطحی از مواد دارای توانایی بیولوژیکی برای حذف و جدانمودن فلزات سنگین از محلول های آبی استفاده میشود. میکروارگانیسم هایی مانند جلبک، مخمر، قارچ و باکتری برای جذب موثر فلزات سنگین قابل استفاده هستند. جذب فلزات به وسیله بیوماس با سرعت خیلی بالا (چندین دقیقه) طی فرآیند جذب بیولوژیکی قابل انجام است. جمعیت های میکروبی در محیط های آلوده به فلزات با قدرت سازگاری قابل توجه به جذب آنها می پردازند. تکنولوژی جالب توجه جذب بیولوژیکی برای بازیافت فلزات سنگین از محلول های آبی علاوه بر بیوماس میکروبی زنده، توسط بیوماس مرده نیز قابل انجام است. فواید جذب سطحی برای بازیافت یون های فلزات سنگین شامل صرفه اقتصادی، دردسترس بودن، ظرفیت جذب بالا به علت سطح تماس زیاد، جذب سطحی انتخابی یون های فلزی، توانایی استفاده از مواد بیولوژیکی دوستدار محیط زیست، عدم تولید ترکیبات ثانویه سمی و بازیافت فلزات سنگین ارزشمند مانند طلا و نقره از جریان های آبی هستند. میکروارگانیسم های استفاده شده در فرآیند تخمیری صنایع، پسماندهایی مفید برای بازیافت فلزات از جریان فاضلاب ها میباشند و استفاده از این منابع ضمن رفع مشکل دفع آنها موجب پاکسازی و حفاظت از منابع آبی در راستای تامین امنیت غذایی میگردد.