Vår värld fortsätter snabbt att bli förorenad varje dag på grund av skadligt avfall, och mänskligheten kämpar för att minska miljöföroreningen. För att minska föroreningen är det nödvändigt att helt eliminera eller omvandla skadligt avfall som orsakar mark- och vattenförorening till mindre skadliga former. Att använda organismer på bästa möjliga sätt i omvandlingsprocesserna av dessa avfall är också bland alternativen. Sedan relationerna mellan växter, djur och mikroorganismer med miljön har upptäckts har människor börjat dra nytta av dem för att bevara ekologisk balans.
En av de viktigaste tillämpningarna av bioteknik inom miljöskydd är användningen av organismer för att bryta ner eller ta bort ämnen som orsakar förorening. Denna metod kallas ”bioremediering.” Mikroorganismer som kan få näring på olika sätt men också organismer som kan överleva under hårda förhållanden. Därför är de bland de mest använda organismerna i bioremediationsprocesser.
Även om bioremediation är en metod som upptäcktes på 1940-talet blev den mer allmänt erkänd på 1980-talet. År 1975 uppstod jord- och vattenförorening i North Carolina på grund av en läckage av 300 000 liter toluen som användes i jetplan. Tio år senare observerades det att föroreningen hade spridit sig till ett större område, men befintliga metoder kunde inte rengöra föroreningen. Samtidigt upptäcktes det att en bakterie i området underlättar nedbrytningen av toluen till koldioxid (CO2), vatten och energi. Senare odlades denna bakterie och användes 1992 för att rengöra toluen och minska föroreningsnivåer med 75% inom ett år.[1]
Ett annat exempel på användning av mikroorganismer är rengöringen av 37 000 ton olja som spilldes i havet i Alaska 1989 på grund av en olycka med en oljetanker. Medan tungmetaller och giftiga kemikalier inte kunde elimineras helt omvandlades de till mindre skadliga ämnen tack vare mikroorganismer.
Hur mikroorganismer används vid rengöring av avfall beror på typen av förorening, storleken och egenskaperna hos det förorenade området. Till exempel kan de användas för att sanera oljespill och avfallsmaterial, liksom grundvatten, kärnavfall och plastavfall.[2]
Kärnavfall
Bortskaffande av kärnavfall utgör allvarliga hälsoproblem för miljön. Radioaktivt avfall kan omvandlas till en harmlös form genom olika metabola vägar och med hjälp av vissa organismer med speciella egenskaper. Mikroorganismer som är resistenta mot sura miljöer, tungmetaller och strålning, och som kan överleva i sura förhållanden, används vid avlägsnande av radioaktiva ämnen med sura egenskaper. En sådan mikroorganism är Rhodotorula taiwanensis MD1149, som fäster sig vid ytor av sand och stenar och hjälper till att rensa skadliga radioaktiva ämnen.[3] En annan mikroorganism med resistens mot strålning är bakterien Desulfovibrio vulgaris. Denna bakterie bidrar genom sitt utsöndrade enzym till omvandlingen av skadligt uran uranyljoner (UO2+2) till en ofarlig form (UO2).[4]
Grundvattnet
Grundvatten förorenas ofta av industriellt avfall och jordbruksverksamhet. Bland dessa avfall finns kemikalier, petroleum och petroleumprodukter, bekämpningsmedel och metalljoner. Många metoder används i processen att rena vatten från dessa ämnen, men på senare år har användningen av mikroorganismer ökat.
En av de vanligaste kemiska ämnena som finns i grundvatten är positivt laddade järn- och manganesjoner, som finns i löslig form (skadlig form) i vattnet. Men när joner oxideras omvandlas de till olösliga former (ofarliga former). Bakterier används i denna transformationsprocess.[5]
Plastavfall
Plastmaterial som inte bryts ner lätt i naturen är ett av dagens största miljöproblem. Plastavfall lagras på soptippar, återvinns eller förbränns. Lagrat avfall försvinner inte bara, utan det orsakar också frigörande av skadliga kemikalier som bensen och dioxiner i miljön och påverkar markens fruktbarhet. Förbränning av avfall leder också till frigörande av skadliga gaser.
Under de senaste åren har olika forskningar genomförts för att hitta alternativa metoder för återvinning och fullständig avhjälpning av plastavfall, eftersom processerna är kostsamma och skadliga för miljön. Även om det inte är möjligt att rena plaster genom bioremediation, när mikroorganismer som finns på platser med höga koncentrationer av plastavfall undersöks, observeras det att många mikroorganismer bidrar till den biologiska nedbrytningen av plaster.[6] Användningen av miljövänliga mikroorganismer föredras i denna process på grund av dess lägre kostnad.
Rengöring av föroreningar i luft, vatten och mark med växter
Vissa växter kan användas för att rena föroreningar i mark, vatten och luft, precis som mikroorganismer. Denna metod kallas ”fytoremediering.” Det är en metod som tillämpas genom att välja växtarter som är resistenta mot specifika ämnen och odla dessa växter på förorenade områden. Det har observerats att många växter, som hyacint, azolla, kvast och solros, är effektiva för att rena tungmetaller, särskilt. Växter kan absorbera, behålla eller bryta ner skadliga ämnen genom sina rötter samtidigt som de tar upp vatten och näringsämnen.[7] Denna metod möjliggör naturlig rengöring av förorenade områden och är kostnadseffektiv eftersom den använder solenergi.
Människor som stör naturen med aktiviteter som går emot den naturliga ordningen, söker lösningar i naturen när miljöföroreningar når farliga nivåer. Bakterier och mikroorganismer som förblir i den sista länken i näringskedjan kan användas för att rengöra stora föroreningar.
Gud skapar naturen och universum med en magnifik ordning. Att förstå skapelsen och driften av universum och agera i enlighet med livets lagar kommer också att säkerställa skyddet av miljön. Även om levande varelser förorenar naturen till viss del bevaras ekosystemet genom gudomliga lagar. En lejon jagar en hjort, går sedan när det är mätt, och den kvarvarande maten tas av hyenor och schakaler. När de är mätta gynnas olika fåglar och små gnagare. Små rester bryts ner genom maskar och bakterier, konsumeras hälsosamt och blir en del av marken. Med denna rengöringsaktivitet, som är en spegling av Guds Namn Al-Quddus (Den Allhelige och Allrena), bevaras jorden. Om människor tar inspiration från denna ordning kan de göra betydande bidrag till miljöns renhet.
1. https://journals.asm.org/doi/epdf/10.1128/aem.57.1.57-63.1991
2. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2017.02528/full
3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5766836/
4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3917470/
5. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412004001692
6. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214785320345508
7. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651321009337
