Είναι η βιοανάδραση ένας αποτελεσματικός τρόπος για να απολυμαίσετε τον πλανήτη μας;

Τι είναι η Βιοδιαχείριση;

Η βιοαποκατάσταση είναι μια τεχνική διαχείρισης αποβλήτων που χρησιμοποιεί ζώντες οργανισμούς που ονομάζονται βιοδιατάκτες για να εξουδετερώσουν, να διασπάσουν ή να απομακρύνουν ρύπους από μολυσμένο χώρο. Η ΣΟΕΣ ορίζει τον βιοαποικοδομήσιμο ως "επεξεργασία που χρησιμοποιεί φυσικούς οργανισμούς για τη διάσπαση επικίνδυνων ουσιών σε λιγότερο τοξικές ή μη τοξικές ουσίες". Η βιοαποκατάσταση μπορεί να πραγματοποιηθεί στο σημείο μόλυνσης που είναι γνωστό ως βιοαποκατάσταση in situ ή μπορεί να πραγματοποιηθεί σε διαφορετική θέση μετά τη συλλογή του αποβλήτου υλικού σε ξεχωριστό χώρο επεξεργασίας για βιοανάδωση. Η διαδικασία βιοαποκατάστασης μπορεί να συμβεί φυσικά ή μπορεί να χρειαστεί να διεγερθεί με την προσθήκη οξυγόνου και λιπασμάτων.

Μέθοδοι που χρησιμοποιούνται

Στην τεχνική βιο-αποκατάστασης επί τόπου, η απολύμανση μιας θέσης πραγματοποιείται από τους ενδογενείς μικροβιακούς πληθυσμούς της περιοχής. Τα μικρόβια που κατοικούν στον τόπο είναι ήδη προσαρμοσμένα στα οργανικά χημικά απόβλητα και έτσι είναι σε θέση να αποικοδομούν τα απόβλητα μέσω των διαφόρων βιοχημικών αντιδράσεων που εκτελούνται από αυτά. Κατά περιόδους, όταν ορισμένοι παράγοντες όπως το οξυγόνο ή τα ανόργανα θρεπτικά συστατικά περιορίζονται, τα μικρόβια μπορεί να μην είναι σε θέση να εκτελέσουν τη δράση τους για βιοανάδραση. Ωστόσο, υπό τέτοιες συνθήκες, οι περιοριστικοί παράγοντες προστίθενται στην περιοχή, μια διαδικασία γνωστή ως βελτιωμένη βιοανάδωση, για να ενθαρρυνθεί ένας νέος κύκλος μικροβιακής δραστηριότητας. Η χρήση αντλιών και ανεμιστήρων για τη δημιουργία κενού στο έδαφος για να φυσήξει στον αέρα στον κενό χώρο για την παροχή οξυγόνου στα μικρόβια είναι γνωστός ως βιοαερισμός. Με μια νέα παροχή αέρα, τα μικρόβια επανεκκινούν τις δραστηριότητες βιοαποικοδόμησης τους, διασπώντας μεγάλες ποσότητες οργανικών αποβλήτων. Η εκβιομηχανοποίηση ex-situ πραγματοποιείται μέσω διαφόρων τεχνικών όπως η κομποστοποίηση, η «καλλιέργεια της γης» ή η χρήση βιοαντιδραστήρων πάνω από το έδαφος. Οι ανωτέρω βιολογικοί αντιδραστήρες εδάφους, που βασίζονται στην ίδια τεχνολογία με την απλή ζύμωση, χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία μολυσμένου εδάφους ή νερού. Άλλες τεχνικές που χρησιμοποιούνται στη βιοανάδωση είναι η φυτοκατεργασία (όπου τα φυτά απορροφούν μολυντές από το έδαφος και μεταβολίζουν τους μολυντές μέσα στους ιστούς τους), βιοαπορροφήσεις (μέταλλα εξάγονται από τα μεταλλεύματα τους από μικρόβια) και ριζοφίλωση (το πέρασμα του νερού μέσα από μια μάζα ριζών, ρίζες για απορρόφηση των μολυσματικών ουσιών στο νερό).

Επιτυχίες

Η βιοαποικοδόμηση έχει επιτύχει την επιτυχία στον καθαρισμό των πετρελαιοκηλίδων στους ωκεανούς. Για παράδειγμα, η πετρελαιοκηλίδα του Exxon Valdez το 1989 στην Αλάσκα οδήγησε στην απελευθέρωση περίπου 11 έως 38 εκατομμυρίων γαλλικών αργού πετρελαίου στον πρίγκιπα William Sound, που πλήττει σοβαρά 350 μίλια ακτογραμμής στην περιοχή. Ένας από τους σημαντικούς τρόπους για τον καθαρισμό αυτής της πετρελαιοκηλίδας ήταν η χρήση ενισχυμένων τεχνικών βιοτεργάνωσης επί τόπου όπου προστέθηκαν λιπάσματα για να παρέχουν θρεπτικά συστατικά στα μικρόβια για τον καθαρισμό της πετρελαιοκηλίδας από τη μεταβολική δράση τους. Τα Superbugs (διαφορετικά από τα ανθεκτικά στα φάρμακα μικρόβια) δημιουργήθηκαν επίσης από επιστήμονες, το πρώτο που αναπτύχθηκε στο εργαστήριο από την ινδική αμερικανική επιστήμονας Ananda Mohan Chakrabarty στη δεκαετία του 1970. Αυτά τα superbugs είναι μικροοργανισμοί που έχουν μετασχηματιστεί γενετικά για να τους δώσουν γονίδια που βοηθούν αυτά τα μικρόβια να καταστρέψουν τοξικούς πολύπλοκους υδρογονάνθρακες, όπως εκείνοι που υπάρχουν στα πετρελαιοκηλίδες, σε λιγότερο βλαβερές ουσίες. Το 1980, ο Chakrabarty πέτυχε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για το "superbug" του, το οποίο ήταν το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που χορηγήθηκε ποτέ για έναν οργανισμό γενετικής μηχανικής. Αν εισέλθουν στο φυσικό περιβάλλον όπου σημειώθηκαν πετρελαιοκηλίδες, αυτά τα superbugs θα μπορούσαν να διαδραματίσουν ζωτικό ρόλο στον καθαρισμό της περιοχής.

Περιορισμοί

Η βιοανάδραση είναι μια νέα τεχνολογία στα πρώτα της χρόνια. Ένα επιτυχημένο πρόγραμμα βιοανάδρασης απαιτεί εμπειρογνώμονες από πολλαπλούς κλάδους όπως η μικροβιολογία, η μηχανική, η γεωλογία και οι επιστήμες του εδάφους για να ξεκινήσουν, να εκτελέσουν και να ολοκληρώσουν ένα επιτυχημένο πρόγραμμα βιοαποικοδόμησης. Ωστόσο, από την εποχή εκείνη, υπάρχει έλλειψη επαρκούς προσωπικού που εκπαιδεύεται αρκετά καλά για να εκτελέσει τις διαδικασίες βιοανάδρασης. Επίσης, δεδομένου ότι αυτή η τεχνολογία δεν συνδέεται με κανένα επικερδή τελικό προϊόν, οι επενδύσεις στην έρευνα και την ανάπτυξη στον τομέα της βιοαποικοδόμησης είναι αργές. Απαιτείται εντατικότερη έρευνα για την παραγωγή μικροβίων που είναι πιο αποτελεσματικά στην υποβάθμιση των πολύπλοκων υδρογονανθράκων, αλλά η χρηματοδότηση είναι φτωχή σε αυτόν τον τομέα. Επίσης, κάθε τοποθεσία αποβλήτων έχει τη δική της απαίτηση και έτσι ένα πρόγραμμα βιοκατάστασης πρέπει να είναι αποτελεσματικά προσαρμοσμένο για κάθε χώρο, απαιτώντας και πάλι επαρκή ανθρώπινη δύναμη, χρόνο και χρηματοδότηση.

Τι σημαίνει το μέλλον;

Προκειμένου να γίνει πιο δημοφιλής ο βιολογικός μετασχηματισμός, οι παραπάνω περιοριστικοί παράγοντες πρέπει να εξαφανιστούν. Η ανάγκη βιοαποικοδόμησης είναι περισσότερο από ποτέ στον σημερινό κόσμο, όπου η περιβαλλοντική ρύπανση που συνεπάγεται τη συσσώρευση μεγάλων ποσοτήτων αποβλήτων στην επιφάνεια της Γης και πετρελαιοκηλίδες που καλύπτουν τους ωκεανούς, οδηγεί σε τεράστια απώλεια χλωρίδας και πανίδας και επηρεάζει την ανθρώπινη υγεία αρνητικά. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, η βιοαποικοδόμηση υπόσχεται μια φυσική και αποτελεσματική λύση στο πρόβλημα και υπάρχει ελπίδα ότι στο μέλλον αυτή η τεχνολογία θα αξιοποιηθεί σε μεγαλύτερη κλίμακα για τον καθαρισμό των τοξικών αποβλήτων στη Γη.