بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مهمترین عواملی که بشر به سرعت به دانش بیوتکنولوژی روی آورد سازوکارهایی است که این دانش برای رسیدن به یک توسعه پایدار و پویا در اختیار انسان قرار میدهد. بیوتکنولوژی برای افزایش تولید غذا دارای توانی بالقوه است و استفاده از مواد شیمیایی را در کشاورزی کاهش میدهد، قیمت مواد خام را کمتر مینماید واثر منفی بر محیط زیست را که مربوط به روشهای تولید درکشاورزی سنتی است کاهش میدهد. دانشمندان عقیده دارند که راه نجات محیط زیست از خطر تخریب و نابودی استفاده از روشهای بیولوژیکی درتمام زمینهها است حذف گازهای سمی بدبو با استفاده از بیوفیلترها و یا سولفورزدائی زیستی از نفت خام به کمک باکتریها، استفاده از حشرهکشهای بیولوژیکی برای مبارزه با آفات و بیماریها، ازآسانترین و مفیدترین روشهای پاکسازی آلودگیهای محیط زیست میباشند. امروزه استفاده از بیوگاز نیز به عنوان یک سوخت پاک موجب خودکفایی و دستیابی به اصول توسعه پایدار در بسیاری از نقاط جهان شده است. بیوگاز یکی از منابع انرژی ارزان است و از جمله روشهای دفع بهداشتی مواد زائد نیز قلمداد میگردد. در این تحقیق به شناخت، وسعت عمل و تأثیر بیوتکنولوژی و پاکسازی محیط زیست پرداختهایم.
کلمات کلیدی : بیوتکنولوژی، محیط زیست، هوای پاک
-1مقدمه
کیفیت حیات درسطح زمین، به طور پیچیدهای به کیفیت محیط زیست، وابسته است. در پاسخ به فشارهای روزافزونی که به هوا و منابع زمین وارد میشود، درسالهای اخیر، توجه جهانی بر این مسئله تمرکز یافته است که روش جدیدی را برای پایداری و مدیریت محیط زیست بیابند. بیوتکنولوژی یک ابزار ضروری است زیرا قادر است که راههای جدیدی را برای درک، مدیریت حفظ و نگهداری محیط زیست ارائه کند. گستردگی و تنوع کاربردهای بیوتکنولوژی ، تعریف و توصیف آن را کمی مشکل و متنوع ساخته است . برخی آن را مترادف میکروبیولوژی صنعتی و استفاده از میکروارگانیسم ها می دانند و برخی آن را معادل مهندسی ژنتیک تعریف می کنند در حالی که بیوتکنولوژی مجموعه ای از متون و روشها است که برای تولید، تغییر و اصلاح فرآورده ها، بهنژادی گیاهان و جانوران و تولید میکروارگانیسم ها استفاده می شود.
بیوتکنولوژی میتواند اکوسیستمها را ارزیابی کند، آلودهکنندهها را به مواد بی ضرر تغییر دهد؛ ازمنابع تجدید شدنی، مواد زیست تخریب پذیر را تولید کند و فرآورش زیستی ایمن برای محیط زیست را ایجاد نماید . برخی از کارآییهای چشمگیر بیوتکنولوژی نوین محیط زیست، عبارتند از : تصفیه آب و تمیز کردن نواحی آلوده زمین که با فرآورده های نفتی آلوده شدهاند. اهداف این تحقیق شامل بررسی اثرات بیوتکنولوژی برکشاورزی پاک و تاثیر بیوگاز بر پاکسازی محیط زیست است. اهداف اصلی زیست فناوری، بهبود مدیریت و استفاده از مقادیر عظیم پسماندهای آلی است که در سراسر جهان یافت میشود. با بکارگیری فرایندهای زیست فناوری این پسماندها به صورت فرآوردههای فرعی مفید قابل استفاده خواهند بود.
-2دلایل توسعه آینده فرآیندهای بیوتکنولوژی
یکی از دلایل اصلی برای اطمینان از این توسعه مداوم، آن است که فرآیندهای بیوتکنولوژی بر مبنای منابع تجدیدپذیر استوار هستند. در نتیجه این مورد زمانی اهمیت پیدا خواهد کرد که مواد خام تجدیدناپذیر معمولی رو به نابودی هستند. بنابراین همه محصولات از مواد هیدروکربنی تجدیدپذیر تولید خواهند شد؛ اقتصادی بودن تبدیل این پسماندهها به وسیله روشهای بیوتکنولوژی بیشتر از فرآیندهای شیمیایی بوده است. دلیل دیگر برای گسترش مداوم بیوتکنولوژی، حوزه روبه رشد محصولات با ارزشی است که از روش های بیولوژیکی قدیمی و یا دست ورزی ژنتیکی تولید میشوند. برخی ازآنها عبارتند از: دفع فضولات شهری، تبدیل زائدات کشاورزی به منابع انرژی و تمیز نمودن مناطق آلوده. زیست فناوری به طور مستقیم و غیرمستقیم میتواند بر محیط زیست وحفظ منایع طبیعی اثرات مثبتی داشته باشد و روشهای بیشماری را برای کشف و شناخت تنوع زیستی موجودات و قابلیتهای متابولیکی عظیم آنها مورد استفاده قرار دهد.
-3کاربردهای زیست فناوری جهت پاکسازی محیط زیست
-1 زیست پالایی
زیست پالایی فرآیندی است که در آن میکروارگانیسمهای طبیعی مانند مخمرها و قارچها برای تجزیه و از بین بردن مواد زائد خطرناک اکوسیستم های خشکی و آبی فعالیت می کنند و این مواد زائد را به مواد غیر سمی یا موادی با سمیت کمتر تبدیل میکند. فناوری زیست پالایی مورد استفاده به عوامل ذیل بستگی دارد: -1 میکروارگانیسم موجود -2 شرایط محیط -3 میزان سمیت -4 غلظت آلاینده های شیمیایی امروزه هدف زیست پالایی، پاکسازی محیط زیست از هیدروکربنهای نفتی و فلزات سنگین، پالایش زمینهای کشاورزی از مواد شیمیایی و آفتکش ها، مواد آروماتیک، و تصفیه پسابهای صنایع است.
-2 گیاه پالایی
در این فرآیند ازگیاهان برای پالایش خاک و آب آلوده از فلزات سنگین و همچنین ذخیره این فلزات در بافت های گیاهی استفاده میشود. به این ترتیب مقدار مواد زائد یا مایع خطرناکی که باید در انبارها و مکانهای ویژه جمع آوری و نگهداری شوند، کاهش می یابد. مزایای گیاه پالایی خاک عبارتند از: -1 هزینه اندک -2 تثبیت خاک -3 عدم نیاز به خاک برداری -4 کاهش فروشویی به وسیله آب وکاهش انتقال مواد معدنی در داخل خاک محدودیت های گیاه پالایی خاک عبارتند از:
-1 گیاه مورد استفاده باید بتواند درخاک و یا ماده آلاینده رشد کند.
-2 درصورت ایجاد خطر برای سلامت انسان نباید مورد استفاده قرار گیرد.
-3 گیاه باید بتواند مواد معدنی محلول در خاک را برای ریشه در موقع رشد با آنها مواجه می شود را در خود ذخیره کند.
-4 نباید خطر چشمگیری برای سلامت انسان و یا هیچ خطر دیگری برای محیط داشته باشد.
-3 بیوفیلتراسیون
این فناوری به دلیل سهولت کاربرد، قدرت اجرایی و عملی زیاد، قیمت کم و کارایی بسیار درحذف آلایندهها از تاسیسات عمل آوری کمپوست، مورد استفاده قرار میگیرد . میکروبها وگیاهان، هوا را به طور پیوسته مورد تصفیه قرار میدهند. طی چند دهه اخیر از بیوفیلترها، جهت تصفیه ترکیبات بوزا و آلایندههای بالقوه حاصل از صنایع مختلف از جمله واحدهای تصفیه آب و فاضلاب و مواد زائد جامد، کارخانههای تولید مواد شیمیایی و... استفاده میشود. روش بیوفیلتراسیون باعث آلودگی زیست محیطی نمیشود زیرا از طرفی در این روش خطر انتشار گازهای سمی وآلاینده، برخلاف سایر روشهای کنترل آلودگی هوا از جمله فرآیند سوزاندن، وجود ندارد. از طرف دیگر، سبب آلودگی خاک و بستر مورد استفاده نمیگردد و جریان رو به بالای هوای آلوده در این روش نیز، از بروز هر نوع آلودگی خاک و یا آبهای زیرزمینی جلوگیری میکند.
-4سوخت های زیستی
سوختهای زیستی از دیدگاه زیست فناوری شامل انواع الکلها، اترها، استرها و دیگر مواد شیمیایی میباشند که از بیوماسهای سلولزی تولید میشوند و میتوانند به عنوان سوخت برای تولید برق، حمل و نقل و... به کار میروند. این سوختهای زیستی با محیط زیست سازگار بوده و مواد مضر کمتری را نسبت به سوختهای فسیلی به اتمسفر وارد میسازند و برخلاف سوختهای بنزینی تجدیدناپذیر یک منبع انرژی تجدیدپذیر و پایان نیافتنی محسوب میشوند. سوختهای زیستی از انتشار گازهای گلخانهای جلوگیری میکند و آسیب کمتری در مقایسه با سوختهای فسیلی به محیط زیست وارد میسازد. درسالهای اخیر به دلیل مشکلات ناشی از وابستگی گسترده به نفت و محدودیت منابع تجاری انرژی، به استفاده از بیوگاز بیشتر توجه شده است. بیوگاز بر اثر واکنشهای تجزیه ای بیهوازی میکروارگانیسمهای زنده در محیطی که مواد آلی وجود دارد، تولید میشود. امروزه استفاده از بیوگاز به عنوان یک سوخت پاک موجب خودکفایی و دستیابی به اصول توسعه پایدار در بسیاری از نقاط جهان شده است. درسالهای اخیر، هدف فناوری بیوگاز از بازیابی انرژی به حفاظت از محیط زیست تغییر یافته است.
-5کشاورزی پاک:
قلمرو بیوتکنولوژی و کشاورزی پاک از آزمایشگاه شروع شده و با سیاست و تفکر ایجاد کردن نوآوریها و خلاقیتهای نهفته در طبیعت و پدیدهها تداوم دارد. افزایش مشکل دی اکسید کربن در هوا یکی از مشکلات اساسی در سطح جهان است. امید آن است که با استفاده از کشف منابع جدید روزی برسد که از مصرف سوختهای فسیلی بینیاز شویم و در هوایی عاری از دی اکسید کربن و انواع آلودگیها تنفس کنیم. در مقوله کشاورزی تلاش بر این است که نتایج تعاملها منجر به کیفیت و کمیت ایدهآل و سراسر بهبود و رو به رشد و ترقی شود، همه فرآیندهای بستر سازی برای کشاورزی با زیرسازی اصولی اگر تدوین شود فضا برای ناملایمات و ناهنجاریها و تولیدات و محصولات کم بازده کم میشود، برای مثال روند رشد با مطالعه و مبتنی بر بیوتکنولوژی موجب از بین رفتن بذور نامرغوب؛ ایجاد گیاهان و درختان پر بازده؛ شرایط برای استفاده امکانات و تجهیزات خوب فراهم میشود، و مجموعه تلاشها موجب میشود یک کشاورزی پاک داشته باشیم. مطالعه و فنآوری میتواند متضمن کشاورزی پاک شود.
-6نتایج و بحث
برای توسعه بیوتکنولوژی از مدیریت علوم مختلف باید استفاده کرد، بسیاری از روشهای علمی و مهندسی اگر در راستای پژوهشهای هدفمند قرار بگیرند بستر پایههای بیوتکنولوژی ریخته خواهد شد،عموماً در مقایسه با فرایندهای شیمیایی، فرایندهای بیولوژیکی، در سرعتهای حجمی و غلظتهای تولیدی پایین صورت می گیرند. ممکن است با بکار بردن برخی از روشها - به عنوان مثال، استفاده از تثبیت سلولی - فرآیند را بهبود داد. اما این مورد نیز دارای محدودیت است زیرا برخی میکروارگانیزمها ممکن است شامل ویژگیهای فیزیولوژیکی و فیزیکی ایدهآل برای تثبیت نباشند. نهایتاً شاید بیشترین مسأله برای مهندسی شیمی در بیوتکنولوژی مواجه با پسماندهایی است که از فرایندهای تخمیری حاصل میشود.
برخلاف فرایندهای شیمیایی معمولاً محصولات جانبی خیلی کمی از یک محصول تخمیری صنعتی به وجود میآید. اغلب بهترین حالت آن است که بیوماس را به صورت یک منبع غذایی حیوانی بهفروش برسانند. این فرایندها برای محیط زیست مضر است. اگر بیوتکنولوژی بخواهد با صنایع شیمیایی - بجز در مواردی که محصولات با ارزش بالا تولید میشود - رقابت کند مشکلاتی خواهد داشت که باید تحلیل و بررسی شود. رقابت و پیشیگرفتن در بعضی مواقع باعث بیتوجهی در ایجاد پاکی طبیعت و محیط میشود. بنابراین با بکارگیری مدیریت و نظارت همه جانبه و فراگیر و فرهنگ غنی رعایت حقوق طبیعت و پدیدهها محیطی پاک خواهیم داشت.
