バイオレメディエーションの特性、種類、長所と短所



の バイオレメディエーション 土壌および水中の汚染物質を除去するために、細菌性微生物、真菌、植物および/またはそれらの単離された酵素の代謝能力を使用する環境衛生バイオテクノロジーのセットです。.

微生物（バクテリアや真菌）といくつかの植物は、それらを無害または無害にする、多種多様な有毒で汚染されている有機化合物を生物変換することができます。それらはメタンのようないくつかの有機化合物をそれらの最も単純な形に生分解することさえできます。4）および二酸化炭素（CO）2）.

また、微生物や植物の中には、環境中で抽出または固定化できるものがあります（その場で） 重金属などの有毒な化学元素。有害物質を環境中に固定化することによって、それはもはや生物にとって利用可能ではなく、したがってそれらに影響を及ぼさない。.

したがって、有毒物質のバイオアベイラビリティの低下はバイオレメディエーションの一形態でもありますが、媒体からの物質の除去を意味するものではありません。.

現在、地表水、地下水、スラッジおよび汚染土壌のバイオレメディエーションのような、環境への影響が少ない（または「環境に優しい」）経済的技術の開発への科学的および商業的関心が高まっている。.

索引

  • 1バイオレメディエーションの特徴
    • 1.1バイオレメディエーションが可能な汚染物質
    • 1.2バイオレメディエーション中の物理化学的条件
  • 2種類のバイオレメディエーション
    • 2.1生体刺激
    • 2.2バイオオーグメンテーション
    • 2.3コンポスト化
    • 2.4バイオパイル
    • 2.5造園
    • 2.6ファイトレメディエーション
    • 2.7バイオリアクター
    • 2.8マイクロメディエーション
  • 3バイオレメディエーションと従来の物理化学技術の比較
    • 3.1 - 利点
    • 3.2考慮すべき不利な点と側面
  • 4参考文献

バイオレメディエーションの特徴

バイオレメディエーションが可能な汚染物質

バイオレメディエーションされた汚染物質の中には、とりわけ、重金属、放射性物質、有毒有機汚染物質、爆発性物質、石油由来の有機化合物（ポリ芳香族炭化水素またはＨＰＡ）、フェノール類がある。.

バイオレメディエーション中の物理化学的条件

バイオレメディエーションプロセスは微生物および生きている植物またはそれらの単離された酵素の活性に依存するので、バイオレメディエーションプロセスにおけるそれらの代謝活性を最適化するために、各生物または酵素系に対する適切な物理化学的条件を維持しなければならない。.

バイオレメディエーションプロセスを通して最適化され維持されなければならない要因

-環境条件下での汚染物質の濃度とバイオアベイラビリティー：それが高すぎると、それらを生物変換する能力を持つ同じ微生物にとって有害になる可能性があるため.

-湿度：水の利用可能性は生物にとって、そして無細胞生物触媒の酵素活性にとって不可欠です。一般に、バイオレメディエーションを受けている土壌では、相対湿度12〜25％を維持する必要があります。.

-温度：適用される生物の生存および／または必要とされる酵素活性を可能にする範囲内でなければならない。.

-生物学的に利用可能な栄養素：目的の微生物の増殖と増殖に不可欠です。主に炭素、リン、窒素、およびいくつかの必須ミネラル.

-水性媒体の酸性度またはアルカリ度またはpH（Hイオンの測定）+ 真ん中に）.

-酸素の利用可能性：ほとんどのバイオレメディエーション技術では、好気性微生物が使用されます（例えば、堆肥化、バイオパイル、 「造園」）、および基板の曝気が必要です。ただし、嫌気性微生物は、高度に管理された実験室条件下で（バイオリアクターを使用して）バイオレメディエーションプロセスに使用できます。.

バイオレメディエーションの種類

適用されているバイオレメディエーションバイオテクノロジーには、次のものがあります。

生体刺激

生体刺激は刺激からなる その場で 汚染された培地中に既に存在する微生物のうち、汚染物質を生物学的に修復することができるもの（自生微生物）.

生体刺激 その場で それは、所望の過程が起こるように物理化学的条件を最適化することによって達成される。特にpH、酸素、湿度、温度、そして必要な栄養素の追加.

バイオオーグメンテーション

実験室で培養された接種材料の添加のおかげで、バイオオーグメンテーションは対象となる微生物（好ましくは自生）の量の増加を意味します。.

その後、目的の微生物が接種されたら その場で, 微生物の分解活性を促進するために、物理化学的条件を最適化する必要があります（生体刺激など）。.

バイオオーグメンテーションを適用するためには、実験室のバイオリアクターにおける微生物培養のコストを考慮する必要があります。.

バイオスティミュレーションとバイオオーグメンテーションの両方を、以下に説明する他のすべてのバイオテクノロジーと組み合わせることができます。.

堆肥化

堆肥化は、汚染された物質を、植物や動物の改良剤や栄養素を補った汚染されていない土壌と混合することからなります。この混合物は互いに分離された、最大3 mの高さの円錐形を形成します.

コーンの下層の酸素化は、ある場所から別の場所へ機械で定期的に除去することによって制御する必要があります。湿度、温度、pH、栄養素などの最適条件も維持する必要があります。.

バイオパイル

バイオパイルによるバイオレメディエーション技術は、以下の点を除いて、上記の堆肥化技術と同じです。

  • 植物や動物由来の改良剤がない.
  • ある場所から別の場所への移動による曝気の排除.

バイオパイルは同じ場所に固定されたままであり、そのシステムの設計段階からその設置、運用および保守の費用を考慮しなければならないパイプシステムを通してそれらの内部層に曝気されている。.

造園

「landfarming」と呼ばれるバイオテクノロジー（英語からの翻訳：地球の彫刻）は、汚染された物質（泥や堆積物）を広大な土地の最初の30 cmの汚染されていない土壌と混合することから成ります.

土壌のこれらの最初のセンチメートルでは、汚染物質の分解はその通気と混合のおかげで好まれています。この作業には、プラウトラクターなどの農業機械が使用されます。.

土地農業の主な欠点は、それが必然的に広い面積の土地を必要とすることであり、それは食料生産のために使用されることができる.

ファイトレメディエーション

ファイトレメディエーションは、微生物や植物によるバイオレメディエーションとも呼ばれ、表面や地下水、汚泥、土壌中の汚染物質の毒性を除去、閉じ込め、または低減するための植物や微生物の使用に基づく一連のバイオテクノロジーです。.

ファイトレメディエーション分解中に、汚染物質の抽出および／または安定化（生物学的利用能の低下）が起こり得る。これらのプロセスは、植物とその根のすぐ近くにある微生物との間の相互作用に依存します。 根圏.

ファイトレメディエーションは、土壌や地表水、地下水からの重金属や放射性物質の除去（または汚染水の根ろ過）に特に成功しています.

この場合、植物はそれらの組織中に環境の金属を蓄積し、そしてそれらは制御された条件下で収穫されそして焼却され、その結果汚染物質は環境中に分散されることから灰の形で濃縮されることになる。.

得られた灰は金属を回収するために処理することができ（それが経済的に興味があるならば）、あるいはそれらは廃棄物の最終処分の場所に廃棄することができる。.

ファイトレメディエーションの不利な点は、関与する有機体（植物、細菌、そしておそらく菌根菌）間で起こる相互作用についての詳細な知識がないことです。.

一方、適用されるすべての機関のニーズを満たす環境条件を維持する必要があります。.

バイオリアクター

バイオリアクターは、関心のある生物学的プロセスに有利に働くために、水性培地中で高度に制御された物理化学的条件を維持することを可能にするかなりの大きさの容器である。.

バイオリアクターにおいて、細菌性微生物および真菌は、大規模かつ実験室で増殖させることができ、次いでバイオオーグメンテーションプロセスに適用することができる。 その場で. 微生物は、それらの汚染酵素分解酵素を得ることを目的として培養することもできる。.

バイオリアクターはバイオレメディエーションプロセスに使用されます 現場外, 汚染された基質が微生物培地と混合されているとき、汚染物質の分解を促進する.

バイオリアクター内で増殖した微生物は嫌気性でさえあり得、その場合、水性培地は溶存酸素を欠いていなければならない。.

バイオレメディエーションバイオテクノロジーの中で、バイオリアクターの使用は、機器のメンテナンスおよび微生物培養の必要性のために比較的高価である。.

マイクロメディエーション

マイクロレメディエーションは、有毒な汚染物質のバイオレメディエーションプロセスにおける真菌微生物（微視的真菌）の使用です。.

顕微鏡的真菌の培養は、通常、細菌のそれよりも複雑であり、したがってより高いコストを意味すると考えられるべきである。さらに、菌類は細菌よりもゆっくり成長し、繁殖します。キノコ支援バイオレメディエーションはより遅いプロセスです。.

バイオレメディエーションと従来の物理化学技術の比較

-利点

バイオレメディエーションバイオテクノロジーは、従来から適用されている化学的および物理的環境衛生技術よりもはるかに経済的で環境にやさしい.

これは、バイオレメディエーションの適用が従来の物理化学的手法よりも環境への影響が少ないことを意味します.

他方、バイオレメディエーションプロセスに適用される微生物の中には、汚染化合物を鉱化し、環境からのそれらの消失を確実にすることを続けることもあり、これは従来の物理化学的プロセスでは一段階では達成困難.

-考慮すべき短所と側面

自然界に存在する微生物代謝能力

自然界に存在する微生物の1％しか分離されていないことを考えると、バイオレメディエーションの1つの制限は、正確には特定の汚染物質を生分解することができる微生物の同定です。.

適用システムの無知

一方、バイオレメディエーションは、一般に完全には知られていない、2つ以上の生物の複雑なシステムで機能します。.

研究されたいくつかの微生物は、汚染化合物をさらに毒性の高い副生物に生物変換した。したがって、バイオレメディエーション生物とそれらの相互作用を実験室で事前に研究する必要があります。.

さらに、小規模なパイロットテスト（現場で）を大量に適用する前に行わなければならず、最後にバイオレメディエーションプロセスを監視する必要があります。 その場で, 環境衛生が正しく行われるようにする.

実験室で得られた結果の外挿

生物学的システムは非常に複雑であるため、実験室で小規模に得られた結果は必ずしも現場プロセスに外挿することはできない.

各バイオレメディエーションプロセスの特徴

各バイオレメディエーションプロセスは、汚染された場所の特定の条件、処理されるべき汚染物質の種類および適用されるべき有機体に従って、特定の実験計画を含む。.

その場合、これらのプロセスは、特に生物学者、化学者、エンジニアなどの専門家の学際的グループによって指示されることが必要です。.

興味のある成長および代謝活性を促進するための環境物理化学的条件の維持は、バイオレメディエーションプロセスの間の恒久的な課題を意味する.

所要時間

最後に、バイオレメディエーションプロセスは、従来の物理化学的プロセスよりも時間がかかります。.

参考文献

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