Biotervendus

Allikas: Vikipeedia

Biotervendus ehk bioloogiline tervendamine ehk bioremediatsioon on mikroorganismide kasutamine eesmärgiga hävitada või vähendada ohtlike jääkide kontsentratsiooni reostatud kohas.[1]

Biotervenduseks võib lugeda ka veekogu õlilaikude likvideerimist, kus nitraadi ja/või sulfaadiühendite viimine reostunud keskkonda soodustab toornaftat lagundavate bakterite hulka. Sageli kasutatakse organisme kindlate saasteainete degradeerimiseks, näiteks teatud bakterid lagundavad kloororgaanilisi ühendeid.

Bioremediatsiooni eelised on madal hind, võimalus looduslikke protsesse ära kasutada ja võimalus toksilisi aineid kohapeal lagundada, vähendamaks puhastustööliste hulka ja elanikkonna kokkupuudet ohtlike jääkidega. Halb omadus bioremediatsioonil on spetsiifilisus erinevate kemikaalide suhtes ja aeganõudvus nende lagundamisel. Kemikaalide lagundamise kiirus ja määr on samuti varieeruv.[2]

Bioremediatsiooni tehnoloogiaid saab üldjoontes jagada kaheks: in situ (saastunud aine lagundamine leiukohas) ja ex situ (saastunud aine eemaldamine, et seda mujal töödelda). Mõned näited bioremediatsioonist on kompostimine, fütoremediatsioon, bioreaktor ja biostimulatsioon. Bioremediatsioon võib toimuda kas iseseisvalt või väliste stimulantide, nagu väetiste või hapniku lisamisel, mis toetavad bioremediaatorite kasvu (biostimulatsioon).

Geneetiline muundamine[muuda | muuda lähteteksti]

Geneetiliselt muundatud organismide kasutamine looduslike keskkondade puhastamisel toksilistest ühenditest omab suurt potentsiaali.[3] Deinococcus radiodurans, mis on maailma kõige vastupidavam bakter,[4] on modifitseeritud lagundamaks radioaktiivsetest jäätmetest tolueeni ja ioonset elavhõbedat.[5] Pseudomonas putida lagundab naftaleeni ja salitsüülhapet, kuid eelistab toiduks glükoosi metaboliseerida. Kui P. putida glükoosi metabolismirada häirida, lagundab see glükoosi asemel energia saamiseks varasemast suuremates kogustes naftaleeni ja salitsüülhapet.[6]

Geneetiliselt muundatud organismide jälgimine looduses on väga keeruline ja seetõttu on nende loodusesse vabastamine rangelt reguleeritud.[7] Bakterite leviku jälgimise hõlbustamiseks kasutatakse ühe abimeetodina bioluminestsentsi põhjustavate geenide sisestamist bakteri genoomi.[8]

Bioremediatsiooni tüüpe[muuda | muuda lähteteksti]

Mükoremediatsioon[muuda | muuda lähteteksti]

Mükoremediatsioon on bioremediatsiooni vorm, kus kasutatakse toksiliste ainete lagundajana seenemütseeli. Seened moodustavad mullamikroobide kogumassist umbes 75%, parandavad oma elutegevusega mulla struktuuri ja ei sõltu levikul nii palju veefaasidest kui bakterid. Seened dekomposteerivad mullas orgaanilist ainet, lagundades erinevate hapete ja ensüümide abiga taimeraku peamisi komponente: ligniini ja tselluloosi.

Näiteks seeneliigid perekondadest Cladophialophora ja Exophiala assimileerivad tolueeni ning erinevad Aspergillus'-e ja Penicillium-i liigid lagundavad alifaatseid süsivesinikke, klorofenoole ja polütsüklilisi aromaatseid süsivesinikke (PAH).[9]

Fütoremediatsioon[muuda | muuda lähteteksti]

Fütoremediatsioon (vanakreeka keeles φυτο (füto), mis tähendab “taim” ja ladina keeles remedium, mis tähendab “tasakaalu taastama”) viitab keskkonna puhastamisele ohtlikest jäätmetest hüperakumulaatorite abil. Hüperakumulaatorid on taimed, mis suudavad läbi viia fütoremediatsiooni.

Fütoremediatsiooni puudused on järgmised:

  • väike ulatus, kuna see toimib ainult mulla pinnal ja pindmistes kihtides, kus on juured;
  • ohtlike ainete ladestumine taimedes, millest tuleb hiljem omakorda ohutult vabaneda;
  • taimede piiratus kasvada toksilisel pinnal.

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. R. Boopathy. Factors limiting bioremediation technologies. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852499001443; kasutatud 05.10.14
  2. Vidali, M. (2001). "Bioremediation. An overview". Pure and Applied Chemistry 73 (7): 1163–1172. 
  3. Lovley, DR (2003). "Cleaning up with genomics: applying molecular biology to bioremediation". Nature Reviews Microbiology 1 (1): 35–44. PMID 15040178. doi:10.1038/nrmicro731. 
  4. "The World’s Toughest Bacterium". 2002. 
  5. "Engineering Deinococcus radiodurans for metal remediation in radioactive mixed waste environments". Nature Biotechnology 18 (1): 85–90. 2000. PMID 10625398. doi:10.1038/71986. 
  6. Samantha, S (2001). "Efficiency of naphthalene and salicylate degradation by a recombinant Pseudomonas putida mutant strain defective in glucose metabolism". Applied Microbiology and Biotechnology 55 (5): 627–631. doi:10.1007/s002530000553. 
  7. Drobnı́k, DR (1999). "Genetically modified organisms (GMO) in bioremediation and legislation". International Biodeterioration & Biodegradation 44 (1): 3–6. doi:10.1016/S0964-8305(99)00040-2. 
  8. Robert L. Irvine; Subhas K. Sikdar (1998). Bioremediation Technologies: Principles and Practice. 
  9. Harms, H (2011). Nature Reviews Microbiology 9: 177–192. doi:10.1038/nrmicro2519.