Докажите что биологическая очистка воды является биотехнологическим процессом

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

Воды, загрязнённые бытовыми отбросами и производственными отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий системами канализации. К ним относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов.

Основными источниками загрязнений нефтью и нефтепродуктами являются добывающие предприятия, системы перекачки и транспортировки, нефтяные терминалы и нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, железнодорожный транспорт, речные и морские нефтеналивные танкеры, автозаправочные комплексы и станции. Объемы отходов нефтепродуктов и нефтезагрязнений, скопившиеся на отдельных объектах, составляют десятки и сотни тысяч кубометров. Значительное число хранилищ нефтешламов и отходов, построенных с начала 50-х годов, превратилось из средства предотвращения нефтезагрязнений в постоянно действующий источник таких загрязнений. [1]

В очистке сточных вод различают:

Сточные воды, прошедшие механическую и физико-химическую очистку, содержат еще достаточно большое количество растворенных и тонко диспергированных нефтепродуктов, а также других органических загрязнений и не могут быть выпущены в водоем без дальнейшей очистки.

Наиболее универсален для очистки сточных вод от органических загрязнений биологический метод. Основывается на использовании микроорганизмов.

Для правильного использования микроорганизмов при биологической очистке необходимо знать физиологию микроорганизмов, т.е. физиологию процесса питания, дыхания, роста и их развития.

Биохимическая очистка производственных сточных вод нефтеперерабатывающих заводов производится в аэрофильтрах (биофильтры), аэротенках и биологических прудах. [2]

Биофильтры представляют собой железобетонные или кирпичные резервуары, заполненные фильтрующим материалом, который укладывается на дырчатое днище и орошается сточными водами. Для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, пластмассу и др. Очистка сточных вод в биофильтрах происходит под воздействием микроорганизмов, заселяющих поверхность загрузки и образующих биологическую пленку. При контакте сточной жидкости с этой пленкой микроорганизмы извлекают из воды органические вещества, в результате чего сточная вода очищается.

Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары длиной 30-100 м и более, шириной 3-10 м и глубиной 3-5 м. Очистка сточных вод в аэротенках происходит под воздействием скоплений микроорганизмов (активного ила). Для нормальной их жизнедеятельности в аэротенки подают воздух и питательные вещества.[3]

Источник

Докажите что биологическая очистка воды является биотехнологическим процессом

Подробное решение параграф § 33 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т. 2014

Что такое биотехнология?

Какое значение для промышленности и сельского хозяйства имеет селекция микроорганизмов?

Биотехнология позволяет не только получать важные для человека продукты, например антибиотики и гормон роста, этиловый спирт и кефир, но и создавать организмы с заранее заданными свойствами гораздо быстрее, чем с помощью традиционных методов селекции. Существуют биотехнологические процессы по очистке сточных вод, переработке отходов, удалению нефтяных разливов в водоёмах, получению топлива. Эти технологии основаны на особенностях жизнедеятельности некоторых микроорганизмов. Появляющиеся современные биотехнологии изменяют наше общество, открывают новые возможности, но одновременно создают определённые социальные и этические проблемы.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое биотехнология?

2. Какие проблемы решает генная инженерия? С какими трудностями связаны исследования в этой области?

Удобными объектами биотехнологии являются микроорганизмы, имеющие сравнительно просто организованный геном, короткий жизненный цикл и обладающие большим разнообразием физиологических и биохимических свойств. Одной из причин сахарного диабета является недостаток в организме инсулина — гормона поджелудочной железы. Инъекции инсулина, выделенного из поджелудочных желез свиней и крупного рогатого скота, спасают миллионы жизней, однако у некоторых пациентов приводят к развитию аллергических реакций. Оптимальным решением было бы использование человеческого инсулина. Методами генной инженерии ген инсулина человека был встроен в ДНК кишечной палочки. Бактерия начала активно синтезировать инсулин. В 1982 г. инсулин человека стал первым фармацевтическим препаратом, полученным с помощью методов генной инженерии.

3. Как вы думаете, почему селекция микроорганизмов приобретает в настоящее время первостепенное значение?

Микроорганизмы можно использовать во всех средах деятельности человека. Их легко использовать в лабораторных условиях. Например, в природе существует бактерия, которая выделяет токсин, убивающий многих вредных насекомых. Ген, отвечающий за синтез этого токсина, был выделен из генома бактерии и встроен в геном культурных растений. К настоящему времени уже созданы устойчивые к вредителям сорта кукурузы, риса, картофеля и других сельскохозяйственных растений. Выращивание таких трансгенных растений, которые не требуют использования пестицидов, имеет огромные преимущества, потому что, во-первых, пестициды убивают не только вредных, но и полезных насекомых, а во-вторых, многие пестициды накапливаются в окружающей среде и оказывают мутагенное влияние на живые организмы

4. Приведите примеры промышленного получения и использования продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

Инсулин, гормон роста, токсин, убивающий многих вредных насекомых.

5. Какие организмы называют трансгенными?

Так же как у бактерий, с помощью методов генной инженерии можно изменять и наследственный материал эукариотических организмов. Такие генетически перестроенные организмы называют трансгенными или генетически модифицированными организмами (ГМО). Канадские учёные ввели в наследственный материал лосося ген другой рыбы, который активировал ген гормона роста. Это привело к тому, что лосось рос в 10 раз быстрее и набирал вес, в несколько раз превышающий норму.

6. В чём преимущество клонирования по сравнению с традиционными методами селекции?

Подумайте! Вспомните!

1. Какие перспективы в развитии народного хозяйства открывает использование трансгенных животных?

Трансгенные животные, экспериментально полученные животные, содержащие во всех клетках своего организма дополнительную интегрированную с хромосомами и экспрессирующуюся чужеродную ДНК (трансген), которая передается по наследству по законам Менделя. Изредка трансген может реплицироваться и передаваться по наследству как экстрахромосомный автономно реплицирующийся фрагмент ДНК. Технология создания трансгенных животных является одной из наиболее бурно развивающихся биотехнологий в последние 10 лет. Трансгенные животные широко используются как для решения большого числа теоретических задач, так и в практических целях для биомедицины и сельского хозяйства. Некоторые научные проблемы не могли бы быть решены без создания трансгенных животных. На модели трансгенных лабораторных животных проводятся широкие исследования по изучению функции различных генов, регуляции их экспрессии, фенотипическому проявлению генов, инсерционному мутагенезу и др. Трансгенные животные важны для различных биомедицинских исследований. Существует множество трансгенных животных, моделирующих различные заболевания человека (рак, атеросклероз, ожирение и др.). Так, получение трансгенных свиней с измененной экспрессией генов, определяющих отторжение органов, позволит использовать этих животных для ксенотрансплантации (пересадки органов свиньи человеку).

2. Может ли современное человечество обойтись без биотехнологии? Организуйте выставку или сделайте стенную газету «Биотехнология: прошлое, настоящее, будущее».

Но если вкладывать в понятие биотехнологии только современные виды биотехнологий, такие как: биоинженерия, биоинформатика, бионика и др. То тут вопрос стоит не столь радикально. Биотехнологии позволит решать проблемы, которые стоят перед человеком 21 века. С помощью CRISPR/Cas9 мы, возможно, в будущем сможем лечить наследственные заболевания. Генно-инженерные организмы помогут решить проблемы нехватки пресной воды и всемирного голода. Бактерии могут решать проблемы загрязнения, а так же эффективно производят различные вещества (Инсулин для диабетиков производит E.Coli).

Мы, вполне, можем позволить себе отказ от всего этого и не вымрем. Просто будет выше смертность, а глобальные проблемы всего человечества, начнут ещё сильнее усугубляться.

3. Организуйте и проведите дискуссию на тему «Клонирование: за и против».

4. Приведите примеры продуктов, входящих в ваш рацион, которые были созданы с использованием биотехнологических процессов.

Самые распространенные продукты – это йогурты. В настоящее время в России и за рубежом производится достаточно большой ассортимент кисломолочных пробиотических продуктов на основе бифидобактерий и лактобацилл. В большей части кисломолочных продуктов пробиотический эффект достигается путем обогащения готовых кисломолочных продуктов концентратами бифидобактерий. В таких кисломолочных продуктах отсутствуют продукты метаболизма пробиотических микроорганизмов, антимикробные и антимутагенные вещества, витамины, аминокислоты, экзополисахариды и другие полезные для организма соединения, продуцируемые бифидобактериями.

5. Докажите, что биологическая очистка воды является биотехнологическим процессом.

6. Создайте рекламный видео ролик «Биотехнология: достижения и перспективы развития».

Ваша будущая профессия

1. Что является предметом изучения науки геронтологии? Оцените, насколько развита эта наука в нашей стране. Есть ли в вашем регионе специалисты в этой области?

Геронтоло́гия (от др.-греч. «старик») — наука, изучающая биологические, социальные и психологические аспекты старения человека, его причины и способы борьбы с ним (омоложение). Возникла около века назад. Составными частями геронтологии являются гериатрия — учение о болезнях, связанных с инволюционными изменениями, а также особенности лечения и профилактики заболеваний в пожилом и старческом возрасте, герогигиена, которая изучает вопросы общей и специальной гигиены людей старших возрастных групп и геронтопсихология, которая изучает психолого-поведенческие особенности людей пожилого и престарелого возраста. Российский геронтологический научно-клинический центр (РГНКЦ) — ведущее научно-методическое и лечебное гериатрическое учреждение Минздрава России. Клиника РГНКЦ представлена терапевтическим, кардиологическим, неврологическим, гинекологическим, урологическим, ортопедическим, хирургическим отделениями. Статус федерального лечебного учреждения позволяет принимать на обследование и лечение пациентов из любых регионов России. Основоположником ее считается И. И. Мечников, впервые предложивший этот термин в 1903 г.

2. Как вы думаете, какими личными качествами должны обладать люди, работающие в медико-генетических консультациях? Объясните свою точку зрения.

Профессионалы, психологически устойчивы, тактичны, так как людям нужно доступно и компетентно рассказывать о имеющихся болезнях и как это решать.

3. Что вы знаете о профессиях, связанных с материалом этой главы? Найдите в Интернете названия нескольких профессий и подготовьте небольшое (не более 7—10 предложений) сообщение о той профессии, которая вас наиболее впечатлила. Объясните свой выбор.

На основании атласа новых профессий http://atlas100.ru/

ИТ-генетик: Специалист, который занимается программированием генома под заданные параметры. В последнее десятилетие одним из бурно развивающихся направлений в медицине стала генотерапия – внесение в генетический аппарат человека изменений для борьбы с заболеваниями. Пока этот метод в основном тестируют на животных, однако есть уже и успешные случаи применения генотерапии и для людей. Например, в 2014 году в Великобритании объявили, что у 6 пациентов, больных хороидеремией (наследственным генетическим заболеванием, до настоящего момента неизлечимым и ведущим к слепоте), в результате генотерапии улучшилось зрение. Но это лишь первый шаг. Следующий шаг — модификация генома: эксперимент с целенаправленным изменением двух генов уже провели на обезьянах.

4. Используя дополнительные источники информации, выясните, что является предметом изучения эмбриолога. Где можно приобрести такую специальность?

Эмбриолог – специалист по эмбриональному развитию человека. Им может стать специалист-биолог либо врач клинической диагностики. Например, закончить кафедру эмбриологии Биологического факультета МГУ. Это направление в медицине еще очень молодо.

Это, например, применение вспомогательных репродуктивных технологий на практике — клиническая эмбриология.

5. Какими знаниями должны обладать специалисты, занимающиеся селекционной работой? Объясните свою точку зрения.

Знаниями генетики, биотехнологии, зоологии, ботаники. Так как селекция основана на генетических законах, а так же знаниях тех организмов, на селекцию которых будет направлена работа – зоология (животные), ботаника (растения) и т.д.

Источник

Биотехнологические процессы: очистка сточных вод, утилизация твердых бытовых отходов, восстановление загрязненных почв

Содержание:

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти много готовых тем для рефератов по экологии:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Биотехнология в основном основана на использовании микроорганизмов. Таким образом, знание мирового разнообразия, накопленное микробиологией, знание микробной структуры, генетики, физиологии, изменчивости и экологии создает научную основу для развития многих отраслей биотехнологии.

Истощение традиционного сырья в различных секторах химической и перерабатывающей промышленности (нефть и газ) привело к увеличению использования ресурсов биомассы. Ферментационные и ферментативные технологии станут основными источниками моторного топлива в 21 веке.

В дополнение к новым методам производства химикатов из биомассы, биотехнология также предлагает более эффективные и промышленные катализаторы для химической конверсии. Перспективной областью дальнейшего развития является производство ценных веществ из растений, таких как терпены и алкалоиды, используемые в производстве фармацевтических препаратов. В настоящее время 25% всех лекарств производится из растений.

Сельскохозяйственный сектор решает проблему создания полноценных кормов для животных на основе одноклеточных белков. При переработке сельскохозяйственных отходов используются биотехнологические процессы с использованием анаэробных, аэробных и термофильных бактерий. Сделано новое бактериальное удобрение.

Прежде всего, биотехнология перспективна с экологической точки зрения. Со времени появления цивилизации на земле экологические проблемы охраны окружающей среды стали более серьезными. Благодаря деятельности человека (промышленность, сельское хозяйство, дома и т. д.) физические, химические и биологические свойства окружающей среды постоянно меняются, и многие из этих изменений крайне нежелательны. Ожидается, что биотехнология будет оказывать разнообразное и растущее влияние на окружающую среду и способы контроля ее состояния.

Хорошими примерами этого воздействия являются внедрение новых, более совершенных методов обработки отходов биотехнологии, а также использование биотехнологии в борьбе с распространением ксенобиотиков и загрязнением нефтью. Сегодня различные отрасли промышленности быстро развиваются, используя критические процессы микроорганизмов для создания закрытых систем, контроля загрязнения сточных вод, проведения биотестов и использования альтернативных источников энергии и химических веществ как в промышленности, так и в сельском хозяйстве.

Ключевые задачи, которые биотехнология решает в области охраны окружающей среды:

Одной из наиболее важных областей биотехнологии является очистка сточных вод, твердых отходов, борьба с загрязнением и создание безотходных технологий.

Биотехнология, используемая для очистки от различных загрязнений окружающей среды

Благодаря достижениям современных ученых (микробиологов, экологов, биохимиков), биотехнология успешно используется и решает важные экологические проблемы. В моем курсе я хотел бы привести некоторые примеры использования современной биотехнологии, используемой для защиты окружающей среды.

Биотехнологическая обработка отходов

Не отрицая важности чудесного опыта применения различных механических и физико-химических методов для утилизации природной среды и бытовых отходов, биотехнологические методы являются действительно многообещающими альтернативами. Биотехнология для переработки отходов особенно важна, поскольку она далека от определенных экологических характеристик традиционных энергоносителей, угля, нефти, газа и атомных электростанций.

Возможный способ использования биогаза в котельной для отопления: выработка электроэнергии с помощью газогенератора; Сжиженный и используемый в качестве автомобильного топлива или бытового газа. США, Япония, Германии сотни ферментеров и десятки тысяч ферментеров в Китае используют электричество независимо в жилом секторе и на фермах, обрабатывая их самостоятельно и добавляя небольшое количество растительных отходов.

Хотя производство биогаза не покинуло стадии пилотных отраслевых исследований, перспективы развития биотехнологии в этом направлении, особенно в сельской местности, ясны: при переработке твердых бытовых отходов (ТБО) на свалках Несколько иной механизм биодеградации также обнаружен в производстве биогаза: на первых этапах катаболизма ТБО преобладают аэробные микробные процессы в сочетании с физическим и химическим.

Когда кислород истощается, температура твердых отходов падает, образуя микроаэробные бактерии и факультативные анаэробные бактерии, участвующие в образовании метана. Наблюдается образование (3,1-371 л / кг ТБО в год). Когда размер частиц твердых отходов уменьшается до 10-20 мм, интенсивность образования метана в газе увеличивается в четыре раза. Семенной биоматериал (иннокулянт) Введение твердой фазы сточных вод из станции аэрации после анаэробной биодеградации оказывает положительное влияние на выработку метана. На основе биогаза твердых отходов фактически идентифицировано до 46 компонентов.

Метан является основным компонентом (50-60%). Биогаз со свалок можно извлекать, используя вертикальные или горизонтальные перфорированные полиэтиленовые трубы, удаляя конденсат и пыль. В дальнейшем его теплотворная способность составляет 17-20 мДж / м3:! Что может достигать 34-37 МДж / м3 при дальнейшей очистке.

Биотехнология защиты воздуха

Молекулы, ответственные за грязное загрязнение воздуха, образуются в результате различных процессов. Эти молекулы часто являются органическими и могут разрушаться микроорганизмами.

Порог концентрации запаха очень низкий. Примеры: валериановая кислота-0,6%, тиофенол-0,06, диамилсульфид 0,14, масляная кислота-1, метилмеркантан-1D04, скатол-1,2, этилмеркантан-0,19%. Его удаляют во «мокром» биореакторе. «Мокрый» реактор или биоскруббер функционирует как реактор с форсунками с иммобилизованной биомассой и противотоком. Вонючий газ перемещается из газовой фазы в жидкую фазу, как обычный скруббер, и окисляется фиксированной биомассой.

Основными преимуществами этого процесса являются:

«Сухие» биореакторы оснащены форсунками биологически активных адсорбентов (компост, торф), из которых выдуваются загрязняющие газы. Адсорбированные соединения активно окисляются микробными сообществами, образующимися на поверхности сопла и регенерируемыми. Например, согласно такой биотехнологии воздух очищается в свинарнике.

Биохимический институт им. А.Н. Баха РАН (ИНБИ) является лидером российского рынка в области биологических методов очистки промышленных выхлопных газов от паров летучих органических соединений (ЛОС). BIOREACTOR, уникальная микробиологическая технология, была разработана. Это выгодно отличается от существующих методов с точки зрения их технических параметров, капитальных и эксплуатационных затрат. Основой технологии BIOREACTOR является природный, специально подобранный и адаптированный для высокоэффективной (80-99%) разложения различных летучих органических соединений, включая ароматические углеводороды, карбонилы, C1-, хлорорганические соединения и многие другие соединения. Консорциум иммобилизованных микроорганизмов. Биореакторы также эффективны в удалении запахов. Установка БИОРЕАКТОРА осуществляется под ключ от разработки до обслуживания. Эта технология защищена многими национальными патентами. С 1997 года британская компания Sutcliffe Croftshaw имеет лицензию на производство BIOREACTOR в Великобритании. Технология BIOREACTOR может значительно снизить производственные затраты на производство (до 50%) за счет улучшения процессов биоремедиации и уменьшения размеров завода.

По оценкам Сатклиффа, только в одной Великобритании в эксплуатацию могут быть введены от трех до шести станций стоимостью более 100 000 долларов в год. Биофильтрационная установка для очистки и дезодорации газовых и атмосферных выбросов от Института промышленного биосинтеза. Биологическое фильтрующее оборудование очищает и удаляет газовые и воздушные выбросы от вредных органических веществ, применяемых в различных экологически загрязненных отраслях промышленности, таких как химическая, нефтехимическая, металлургическая, деревообрабатывающая, лакокрасочная, пищевая и сельскохозяйственная. Рекомендуется для дезодорации. Этот метод основан на микробиологическом использовании вредных органических веществ с образованием углекислого газа и воды специально отобранными нетоксичными микробными штаммами (загрязнителями), которые были проверены и зарегистрированы в установленном порядке. Этот метод представляет собой новую высокоэффективную установку для биофильтрации, которая эффективно и непрерывно очищает выхлопные газы от различных органических загрязнителей, таких как фенол, ксилол, толуол, формальдегид, циклогексан, уайт-спирит, этилацетат, бензин и бутанол.

Биологическая рекультивация

В биоремедиации используются микроорганизмы, биокомпосты и масляные сорбенты, которые разрушают масла и нефтепродукты. Рисовые отходы могут быть использованы в качестве доступного сорбента. Рисовая шелуха является легко доступным и перспективным сорбентом. В связи с этим различные растительные отходы сельского хозяйства, пищевой и деревообрабатывающей промышленности (такие как древесноволокнистые отходы, опилки, овсяная шелуха, гречка, куриные крылышки) широко распространены по очень дешевым и доступным ценам. Это привлекает внимание, потому что это сорбент.

Биотехнология очистки вод

Биологическая очистка природных и сточных вод сегодня является хорошо изученным и широко используемым методом, и его значение и роль в связи с экологическими и экологическими требованиями современной промышленности, Это только увеличивается с течением времени. Однако этот метод в современных приложениях может разрушать только относительно простые органические и аммониевые соединения, так называемые «биологические софт».

Неорганически восстановленные (сульфиды, сульфиты, нитриты и т. д.) соединения, токсины, комплексные соединения и сложные органические молекулы удаляются только частично с помощью этой методики, что приводит к образованию «биологически твердых» органических веществ. И соединения аммония.

Наличие таких веществ как в очищенных сточных водах, так и в осадке и осадке представляет угрозу для окружающей среды. Поэтому разработка метода детоксикации таких загрязнителей является актуальной многообещающей проблемой биотехнологии для очистки воды. Загрязнение биосферы в результате выброса ксенобиотиков и других вредных соединений редко участвует в циркуляции углерода, азота, фосфора и серы и вызывает необратимые изменения в генофонде за счет накопления.

Среди ксенобиотиков они представляют собой галогенсодержащие соединения, и гербициды и пестициды, которые попадают в водоемы из почвы и воздуха, очень распространены. Существующие установки очистки сточных вод в хозяйственных целях не гарантируют удаление ксенобиотиков, если не используется специальная технология адсорбционных мембран или озонирование. Этот факт ставит проблему предварительной очистки природной воды от ксенобиотиков. Это можно решить путем экологизации или прекращения высвобождения соответствующего лекарственного средства или с помощью биотехнологических методов.

Для обеспечения стандартов качества очищенной воды, соответствующих стандартам ВОЗ, новейшие методы биотехнологии:

Ферментативный катализ состоит из репликации определенных типов ферментов или биодеградации определенных ксенобиотиков и их подготовки к обработке в биореакторах. В этом случае скорость можно увеличить на два-три порядка и уменьшить объем биореактора. Физико-химические эффекты включают биодеградацию загрязнений вследствие мутаций в штаммах вследствие физических воздействий (ультразвуковое, ультрафиолетовое, радиационное воздействие, высокочастотное электромагнитное излучение, намагниченность) или химических воздействий (нитрозамины, сильные окислители и т. д.). включает улучшения. Мутация штамма повышает эффективность очистки сточных вод на 50-70%.

Однако мутированные признаки со временем уменьшаются и требуют регулярной обработки биомассы. Более эффективным и перспективным методом очистки воды со специфическими разрушительными свойствами является генная инженерия. Он состоит из использования методов рекомбинантной ДНК. Соединение определенной катаболической последовательности определенного гена, участвующее в нарушении связи молекулы ксенобиотика, которая гарантирует его стабильность. Введение быстро растущего штамма в ген обеспечивает эффективную культуру и обеспечивает эффективную детоксикацию воды после поступления в биореактор.

Биотехнология для обработки отходов растений

Вносимые в почву продукты камеди быстро уравновешиваются с экосистемой, не вызывая серьезных нарушений. В дополнение к растительным остаткам можно компостировать твердые бытовые отходы станций аэрации, необработанный и активный ил, измельченные автомобильные шины и т. д.

Биотехнология сохранения земель

Загрязнение почвы неорганическими ионами, отсутствие полезных органических пестицидов, избыток пестицидов и других вредных минеральных добавок не только снижает урожайность и качество урожая, но также вызывает эрозию и усадку почвы. В то же время традиционные удобрения и способы их внесения в почву очень дороги. (В настоящее время, по мнению американских экспертов, для производства стеклянного молока требуется стеклянное молоко).

В то же время, существует неограниченное количество возобновляемых ресурсов удобрений, которые содержат питательные вещества, необходимые для сельскохозяйственных культур, и поблизости, иногда высококачественные органические удобрения (например, осадок сточных вод с станций аэрации). Их широкое использование в сельском хозяйстве сдерживается бактериальной инфекцией и содержанием тяжелых металлов.

Если первое препятствие (технически и организационно) может быть решено в целом, второе препятствие требует нового подхода, основанного на биотехнологических подходах. В настоящее время в Российской Федерации и за ее пределами она производит полимеры, которые преобразуют тяжелые металлы в устойчивую форму, и вырабатывает микроорганизмы, которые при попадании в почву вместе с осадком могут выполнять процесс фиксации азота (анаболизм атмосферного азота). Для этого была проделана большая работа по методам отбора и генной инженерии.

В течение десятилетий мы использовали калифорнийских красных червей для получения биологически ценных удобрений (биогумуса) из различных органических отходов, включая волокна, для улучшения структуры почвы и вентиляции.Гумус, прошедший через червя, богат всеми необходимыми аминокислотами и микроэлементами.

Одним из наиболее распространенных и стойких загрязнений земли является нефть. Природная микрофлора может приспособиться и уничтожить этот тип загрязнения. Когда загрязненная нефтью почва смешивается с измельченной корой сосны, микроорганизмы на поверхности коры могут выращивать сложные углеводороды, которые составляют смолу сосны, и адсорбция нефтепродуктов корой приводит к удалению нефти. Скорость разрушения ускоряется на несколько порядков. Эта биотехнологическая технология получила название «микробное восстановление нефтезагрязненной почвы».

Не менее перспективным и эффективным является бактериальный препарат «Путидойл», промышленный выпуск которого освоен в г. Бердске Новосибирской области. Препарат представляет собой лиофилизированную (высушенную при низких температурах под вакуумом) и дезинтегрированную клеточную массу бактерий рода Pseudomonas putida. Параметры и технология выращивания клеточной массы бактерий являются коммерческим секретом, ноу-хау авторов, но эффект огромный. Внесение путидойла на загрязненные места (территории) с нефтью и нефтепродуктами позволяет через 1-2 мес (2-3 нед. на спец. площадках, 5-10 дней в емкости полностью разрушить загрязнения до конечных продуктов (воды и углекислоты) и восстановить естественные свойства почв.

Биотехнологическая очистка почвы от нефти и нефтепродуктов. Добыча природных ресурсов и масел связана с разрушением почвенного покрова и загрязнением природных ландшафтов. Это включает в себя использование тяжелого оборудования и неизбежный контакт с землей нефти, нефтепродуктов и связанных с ними опасных веществ.

Интенсивное использование нефтепродуктов в промышленности также поднимает экологические проблемы, связанные с загрязнением почвы и воды. Загрязнение почвы и воды всеми видами нефтепродуктов является настоящей экологической катастрофой экосистем. Меняются отношения между отдельными группами микроорганизмов, изменяется направление метаболизма, подавляются критические процессы дыхания и самоочищения.

Восстановление жизненных процессов зависит от способности перерабатывать почвенные и водные органические вещества (включая масла и углеводороды) в экологически чистые и легко усваиваемые метаболиты. Как уже упоминалось, масла и их продукты являются тяжелыми, неокисляющимися и токсичными веществами, которые значительно снижают способность почвы и воды к самоочищению. Разливы нефти оставались на неактивных землях и водных объектах в течение многих лет.

Природа создала разумную экологичную систему, которая самоочищается, но не может противостоять темпам и масштабам серьезного технологического загрязнения. Нынешние темпы развития добычи и переработки нефти требуют эффективных методов, которые могут быстро нейтрализовать воздействие воды на почву, нефть, мазут, дизельное топливо, дизельное топливо и бензин.

Уменьшение концентрации нефтяных углеводородов в почве и воде усиливает самоочищение, увеличивая количество физиологических групп полезных микроорганизмов. Это связано с уменьшением токсического воздействия нефти и нефтепродуктов. Как показано во многих исследованиях воздействия биологических продуктов на почвенные продукты, использование микроорганизмов может многократно усиливать метаболизм загрязненной нефтью почвы и превращать нефть в экологически чистые вещества. Сокращает время полной разборки до месяцев.

Экологическое воздействие биологического продукта Mikrozim ™ Petro Trit на землю, загрязненную нефтепродуктами, заключается в продолжающемся биологическом разрушении углеводородов нефти живыми (окисляющими углеводороды) микроорганизмами, В природе он обладает наилучшей способностью в качестве источника жизнедеятельности образовывать воду, метаболизировать водные углеводороды и продукты их разложения, а также диоксид углерода, который является биологическим источником почвы и воды от углеводородного загрязнения. Обеспечивает химическую обработку и нейтрализует побочное токсическое воздействие промежуточных продуктов на разложение углеводородов в окружающей среде.

В течение 12-24 часов, при благоприятных условиях, активируются окисляющие углеводороды микроорганизмы (UOM), начинается необратимый процесс разложения углеводородов нефти и загрязняющих углеводородов нетоксичных метаболитов (обычно метаболизируется до 90% массы фракции, содержащейся в типичных нефтепродуктах: углекислый газ, вода, нетоксичная, непатогенная полезная почвенная микрофлора, биоразлагаемая масса гумуса. ВОМ в составе препаратов для жизни использует тяжелые и легкие фракции углеводородов нефти, питательные вещества азота и фосфора. Неподдерживаемые массы углеводородокисляющих микроорганизмов погибают и метаболизируются активированной нативной микрофлорой.

Эффективность биодеградации нефтяного загрязнения. Степень загрязнения почвы нефтепродуктами выражается в миллиграммах нефти на килограмм почвы (мг / кг) или, в процентах, загрязнение почвы нефтью при 10000 мг / кг. Эквивалент 1% нефтяного загрязнения. Эффективность очистки почвы определяется как уменьшение массовой доли нефтепродуктов в почве после завершения обработки относительно начальной степени загрязнения, выраженной в процентах. При диете из лекарственных клеток, не содержащей питательных веществ, эффективность стирки составляет более 90%. Скорость очистки зависит от начального уровня загрязнения почвы нефтяными углеводородами и температуры окружающей среды.

В последние годы в науке об окружающей среде возрос интерес к биотехнологии, основанной на создании продуктов, явлений и эффектов, необходимых для человечества с использованием микроорганизмов. Что касается защиты естественной среды обитания человека, биотехнология развивает и создает биологические объекты, микробные культуры, сообщества, их метаболиты и препараты, включая их в естественный круговорот вещества, элементов, энергии и информации. История биотехнологии насчитывает тысячи лет (выпечка, виноделие, производство сыра и т. д.).

Биотехнология нашла широкое применение в защите окружающей среды, особенно в решении применимых проблем. Твердофазное удаление сточных вод и твердых бытовых отходов с использованием анаэробного сбраживания. Восстановление загрязненной почвы микроорганизмами и приобретение микроорганизмов, которые могут нейтрализовать тяжелые металлы в осадке сточных вод. Компостирование (биологическое окисление) из растительности (мусор, солома и т. д.). Создание биологически активного сорбционного материала для очистки загрязненного воздуха.

Транспортировка требует внедрения экологически чистого топлива (газ, неэтилированные баллоны), сплавов каталитических дожигателей и опасных веществ, а также широкого спектра электрооборудования. В области технологий охлаждения и кондиционирования мы переходим от хладагентов на основе хлорсодержащих углеводородов (фреонов), разрушающих озоновый слой, к озонобезопасным смесям, состоящим исключительно из фторуглеродов.

Заключение

В машиностроении были разработаны системы очистки воды для гальванической промышленности, и они переходят на закрытые системы, которые рециркулируют воду и извлекают металлы из сточных вод. В области металлообработки более широко используется производство деталей из прессованного порошка.

В целлюлозно-бумажной промышленности приняты процессы, в которых используются промышленные и замкнутые системы водоснабжения с замкнутым циклом для снижения потребления пресной воды на единицу продукции. Улучшенный процесс отбеливания целлюлозы на основе кислорода и озона, который позволяет максимально использовать извлеченные соединения в древесном сырье для достижения желаемого продукта. Улучшение утилизации отходов лесозаготовки с помощью биотехнологии в целевые продукты. Он был создан для переработки отходов бумаги, в том числе макулатуры.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник