Biosorpce

Biosorpce je přirozený proces, fyzikálně-chemické a závazků (to znamená, že nevyžaduje energie), který působí v některých druhů bakterií, hub, rostlin nebo živočichů (často v určitém orgánu), což jim umožňuje pasivně biokoncentrace některými kovy, radionuklidy, minerály nebo toxické organické molekuly.

Tyto znečišťujících látek nebo kontaminujících se váže na buněčné struktury nebo její části organismu a je tedy inertní prostředí a odstranit z prostředí po určitou dobu.

Přesně řečeno , tento proces je pasivní a zahrnuje buněčnou úroveň, ale u některých zvířat, která se živí filtrem, může být urychlena aktivní cirkulací vody (například u mlžů nebo hub ).

Sázky

Je to důležitý mechanismus detoxikace určitých ekosystémů a určitých organismů. stejně jako jevy bioturbace, kterých se může účastnit, je třeba je zohlednit při analýze biogeochemických cyklů, zejména toxických kovů a metaloidů.

Vědci a průmyslníci doufají, že tímto způsobem budou moci najít ekonomickou alternativu ke konvenčním prostředkům kontroly znečištění, a to pomocí biomasy určitých druhů (nazývaných „biosorbenty“ ), které lze snadno rozmnožovat, kultivovat nebo množit pro čištění kontaminovaných látek stránky. Dalším řešením je biomimikry .

Historie konceptu

Myšlenka využití biomasy jako prostředku k dekontaminaci a obnově životního prostředí byla prozkoumána přinejmenším od počátku 20. století , kdy Arden a Lockett zjistili, že několik typů živých bakteriálních kultur dokázalo obnovit dusík a fosfor ze surové odpadní vody, když byl smíchán v provzdušňovací nádrži. Tento objev je u zrodu procesu čištění aktivovaného kalu, který je po celém světě stále široce používán čistírnami odpadních vod, domácími, zemědělskými nebo průmyslovými.

Až na konci 70. let 20. století vědci zkoumali také zájem o fytoremediaci a poté o fungoregulaci a sekvestraci o mrtvou biomasu, což otevřelo nové cesty výzkumu v oblasti bioakumulace a biosorpce.

Environmentální použití

Tyto polutanty fyzikálně-chemických cirkulující v prostředí neustále interakci s biologickými systémy. Poté, co v prostředí, většina z nich (ty, které jsou vzduch dopravoval nebo rozpustné ve vodě, zvláště) je velmi obtížné kontrolovat, nebo zpět před tím, než šířeny v ekosystému a pronikl řadu organismů, pro které mají škodlivé účinky ( toxické , mutagenní , karcinogenní , endokrinní narušení činnosti ,  atd. ).

Mezi nejtoxičtější a nejproblematičtější znečišťující látky patří těžké kovy (například olovo, rtuť a kadmium) a určité metaloidy (například arsen), radionuklidy (zejména v důsledku jaderných zkoušek nebo jaderných havárií), ale také pesticidy a různé organické nebo organokovové sloučeniny které jsou velmi toxické nebo ekotoxické, a to i při velmi nízkých dávkách pro některé z nich.

Existují způsoby extrakce některých z těchto toxických látek z vody nebo vzduchu ( například filtrace s aktivním uhlím ), ale jsou drahé, pomalé, obtížně proveditelné ve velkém měřítku nebo někdy příliš neúčinné. Tomuto tématu se však věnovala velká část výzkumu a bylo zjištěno, že široká škála běžně vyřazovaných odpadů má zajímavé sorbční vlastnosti ( např .: vaječné skořápky, kosti, rašelina, houby, určité řasy, kvasinky nebo dokonce mrkev. který - správně používaný - by mohl účinně přispět k eliminaci toxických kovových iontů z kontaminované vody, včetně rtuti, která je v iontové formě ještě toxičtější než v kovové formě (rtuť snadno reaguje v prostředí za vzniku vysoce škodlivých sloučenin, jako je monomethylrtuť . ) Kromě toho by adsorpce pomocí biomasy nebo nekromasy nebo bioproduktů (např. Skořápek), jsou-li biosorbenty, mohla také odstranit vodu nebo vzduch z jiných toxických a ekotoxických produktů, jako je arsen, olovo, kadmium, kobalt, chrom, stejně jako uran nebo jiné radionuklidy ; biosorpci lze poté považovat za techniku ​​ekologického filtrování a environmentálního inženýrství.

Svět (včetně rozvojových zemí ) by tedy možná mohl těžit z efektivnějších dekontaminačních a filtračních procesů a z životního prostředí lépe eliminovat některé škodlivé znečišťující látky vytvářené průmyslovými procesy a jinými lidskými činnostmi (současnými nebo historickými).

Limity

Mezi omezení použití biosorbentů patří:

Reference

  1. Voleský B., biosorpce těžkých kovů 1990, Florida, CRC Press ( ISBN  0849349176 ) .
  2. Sawyer, Clair N. (únor 1965). "Milníky ve vývoji procesu aktivovaného kalu". Federace pro kontrolu znečištění vody 37 (2): 151–162. JSTOR 25035231
  3. Alleman, James E.; Prakasam, TBS (květen 1983). "Úvahy o sedmi desetiletích historie aktivovaného kalu". Federace pro kontrolu znečištění vody 55 (5): 436–443. JSTOR 25041901
  4. Lesmana, Sisca O .; Febriana, Novie; Soetaredjo, Felycia E .; Sunarso, Jaka; Ismadji, Suryadi (duben 2009), Studie o potenciálních aplikacích biomasy pro separaci těžkých kovů z vody a odpadních vod , Biochemical Engineering Journal 44 (1): 19–41. DOI : 10.1016 / j.bej.2008.12.009
  5. Ahalya, N .; Ramachandra, TV; Kanamadi, RD (prosinec 2003), Biosorpce těžkých kovů , Research Journal of Chemistry and Environment 7 (4).
  6. Schildmeyer, A .; Wolcott, M ​​.; Bender, D. (2009), Výzkum teplotně závislého mechanického chování polypropylen-borového kompozitu , J. Mater. Občan Eng. 21 (9): 460–6. DOI : 10,1061 / (ASCE) 0899-1561 (2009) 21: 9 (460)
  7. Bhatti, Haq N .; Nasir, Abdul W .; Hanif, Muhammad A. (duben 2010), Účinnost odpadní biomasy Daucus carota L. pro odstraňování chrómu z vodných roztoků , Odsolování 253 (1–3): 78–87. DOI : 10.1016 / j.desal.2009.11.02
  8. Velásquez L., Dussan J. (srpen 2009) Biosorpce a bioakumulace těžkých kovů na mrtvé a živé biomase Bacillus sphaericus , J. Hazard. Mater. 167 (1-3): 713-6.

Podívejte se také

Související články

Externí odkaz

Bibliografie