Предмет и проблемы экологической биотехнологии, ее значения в современном обществе

Среду вокруг нас называют как 'окружающая среда'. Наша среда включает неживой компонент (неживые) и биотический компонент (живые). Неживая окружающая среда включает воздух, воду и почву; а биотическая окружающая среда состоит из живых организмов, таких как растения, животные и микроорганизмы. Загрязнение окружающей среды широко связанно с присутствием нежелательных веществ в окружающей среде, которые вредны для организма человека и других организмов. Значительное увеличение уровней загрязнения окружающей среды главным образом из-за прямой или косвенной деятельности человека в недалеком прошлом. Основные источники загрязнения окружающей среды - отрасли промышленности, сельскохозяйственные и другие антропогенные и биогенные источники и т.д. К загрязнителям относят химические, биологические и физические. Регулирование загрязнением окружающей среды и сохранением окружающей среды и биоразнообразия являются крупнейшими областями центра всех стран во всем мире. Серьезные проблемы относительно использования биотехнологических продуктов и оценки воздействия этих продуктов из-за их взаимодействия с факторами окружающей среды. Лобби защитников окружающей среды выразили возмущение на выпуске генетически спроектированных организмов в атмосфере и подчеркнуло на полном расследовании и надлежащей оценке степени риска этих организмов прежде, чем не выпустили в окружающую среду. Эффект сточных вод от биотехнологических компаний - также является основной причиной беспокойства . Потребности этого состоит в том, чтобы провести надлежащие дебаты по безопасности использования биотехнологических продуктов. Усилия связаны не только на использование биотехнологии, как защитника окружающей среды от загрязнителей, но также и использовать его, чтобы сохранить природные ресурсы. Поскольку все мы знаем, что микроорганизмы известны как естественные реагенты , микробные препараты (оба естественные, а также генетически спроектированные) могут использоваться, чтобы очистить экологические опасности.

Биотехнология используется, чтобы обеспечить альтернативную более чистую технологию, которая поможет далее уменьшить опасные для экологии традиционные технологии. У некоторых технологий брожения есть серьезные экологические результаты . Биотехнологические процессы были разработаны, так что все питательные вещества, введенные для брожения, сохранены в конечном продукте, который гарантирует высокую конверсионную эффективность и низкое воздействие на окружающую среду.

В бумажной промышленности технологии отбеливания мякоти заменяются большим количеством безвредных для окружающей среды технологий, включающих биотехнологию. Древесная обработка помогает удалить лигнин, не повреждая ценных целлюлозных волокон, но доступные методы отрицательны недостатком высокой стоимости, высокого использования энергии и коррозии. Лигнин ухудшающийся и изменяющий фермент (LDM) был изолирован от Phanerochaete chrysosporum и использовался, с одной стороны уменьшить энергетические затраты и коррозию и с другой стороны увеличить жизнеспособность системы. Этот подход помог в сокращении экологических опасностей, связанных со сточными водами заводов.

В пластмассовой промышленности обычные технологии используют базируемое сырье нефти, чтобы извлечь этилен и пропилен, которые преобразовываются в окиси алкена и затем полимеризируются, чтобы сформировать пластмассы, такие как полипропилен и полиэтилен. Риск заключается в том, что сырье уходит в атмосферу, таким образом образуется загрязнение. Используя биотехнологию, прежде всего используется более безопасного сырья как сахар (глюкоза), которые являются ферментативными или посредством прямого использования микробов, преобразованных в окиси алкен .e.g. Methylococcus capsulatus использовался для преобразования алкена в окиси алкена.

Биовосстановление определено как ‘процесс использования микроорганизмов, для того чтобы удалить экологические загрязнители. Удаление органических отходов микробами приводит к экологической очистке. Другие названия /термины , используемые к биоремидации, являются биолечением, биовосстановлением и биомодернизацией. Термин “Ксенобиотики” (xenos означает иностранный) относится к неестественным, инородным и синтетическим химикатам, таким как пестициды, гербициды, хладагенты, растворители и другие органические соединения. Микробное ухудшение ксенобиотиков также помогает в сокращении загрязнения окружающей среды. В зависимости от метода, сопровождаемого, чтобы очистить окружающую среду, биоисправление выполнено двумя способами:

Биоисправление на месте – включает прямой подход для микробного ухудшения ксенобиотиков на месте загрязнения, которое могло быть почвой, водой и т.д. Биоисправление на месте обычно используется для, мытья утечек нефти, пляжей и т.д.;

Биоисправление вне площади - В этом разделе отходы и токсичный материал собраны с загрязненных мест и отобранного диапазона микроорганизмов, выполняет биоисправление в разработанном месте. Этот процесс - улучшенный метод по методу биоисправления на месте.

Pseudomonas, который является микроорганизмом почвы эффективно, ухудшает ксенобиотики. Были идентифицированы различные деформации Pseudomonas, которые способны к детоксифицированию больше чем 100 органических соединений (например, фенолы, бифенилы, органофосфаты, нафталин и т.д.). У некоторых других микробов, также известно что есть возможность ухудшения ксенобиотиков, такие как Mycobacterium, Alcaligenes, Norcardia и т.д.

В последние годы усилия были приложены, чтобы создать генетически спроектированные микроорганизмы, чтобы увеличить биоисправление. Это проведено чтобы преодолеть некоторые ограничения и проблемы в биоисправлении. Такие проблемы как: a) рост микроорганизмов заторможен или уменьшил ксенобиотики. у b) естественные микроорганизмы есть способность ухудшения всех ксенобиотиков, существующих в загрязнении окружающей среды. c) микробная деградация является очень медленным процессом. d)определенные ксенобиотики адсорбированы на твердых примесях в атмосфере почвы, и таким образом становятся недоступной микробной деградацией.

Как большинство генов, ответственных за синтез ферментов со способностью биологического распада, которые расположены на плазмидах, генетические манипуляции плазмид могут привести к созданию новых бактерий с различными деградационными признаками . Известный пример генетических манипуляций плазмид - развитие 'Суперошибки', которая используется для ухудшения многих углеводородов нефти одновременно, таких как камфора, октан, ксилол, нафталин и т.д.

Все мы знаем, что, углекислый газ (CO2) является главной причиной зеленого эффекта дома и повышения атмосферной температуры. Устойчивое увеличение содержания CO2 из-за непрерывного добавления CO2 из различных источников особенно от производственных процессов. Очень ясно, что сокращение атмосферной концентрации CO2 принимает значение. Биотехнологические методы использовались, чтобы уменьшить атмосферное содержание CO2 на двух уровнях:

Заводы фотосинтеза - используют CO2 во время фотосинтеза, который уменьшает содержание CO2 в атмосфере;

Биологический контроль - Определенные морские организмы как кораллы, зеленые и красные морские водоросли хранят CO2 посредством процесса биологического фильтра. Поскольку CaCO3 становится ускоренным, то атмосферный CO2 может быть использован для его формирования.

Сточные воды рассматривают, чтобы избавиться от этих нежелательных веществ, подвергая органическое вещество биологическому распаду микроорганизмами. Биологический распад включает ухудшение органического вещества к меньшим молекулам, таким как CO2, NH3, PO4 и т.д., и требует постоянной поставки кислорода. Процесс поставки кислорода дорогой, утомительный, и требует большого количества экспертных знаний и рабочей силы. Эти проблемы преодолены, вырастив микроводоросли в водоемах и баках, где обработка сточных вод выполнена. Морские водоросли выпускают O2, выполняя фотосинтез, который гарантирует непрерывную поставку кислорода для биологического распада. Морские водоросли также способны к адсорбированию определенных тяжелых токсичных металлов из-за отрицательных зарядов на водорослевой поверхности клеток, которая может поднять положительно заряженные металлы. Водорослевая обработка сточных вод также поддерживает рост рыбы, поскольку морские водоросли - хороший источник еды для рыб.

Система оценки воздействия на окружающую среду требует, чтобы сторонники предвидели возможные воздействия на окружающую среду и провести экологическую экспертизу. Однако дебаты продвигаются и такие виды мер по охране окружающей среды необходимы и они должны быть объединены в данный проект для того чтобы достигнуть желательных экологических результатов. Динамика связанная с глобальным потеплением и истощение озонового слоя набирают обороты, но в настоящее время доступные технологии могут оказаться недостаточными, чтобы достигнуть необходимых целей. Технические достижения необходимы, чтобы сделать успехи в решении этих проблем, а также с проблемой диоксинов. Новые разработки также необходимы в технологиях для удаления загрязнения и экологического восстановления в случаях, где загрязнение окружающей среды было уже произведено или накапливается в окружающей среде.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 287; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!