تنظيف النفايات

2012 المكروبات

جون فارندون…[وآخ]

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

البيولوجيا وعلوم الحياة

يترتَّب على نمو عدد السكان في العالم إنتاج المزيد والمزيد من المُلوِّثات الصناعية والنفايات التي يتسم العديد منها بأنه عالي السُمِّية. ويتم التعامل مع معظم هذه النفايات إما بالحَرْق، أوالدفن، أو المعالجة بالمواد الكيميائية؛ لكن العديد منها ينتهي في الهواء، أو في الماء، أو في التربة. وخلال

العقود الثلاثة الأخيرة، توصَّل العلماء إلى طرق بيولوجية لمعالجة النفايات وتنظيف المواقع المُلوَّثَة. حيث يقومون باستخدام مكروبات مثل البكتيريا لتكسير المُلوِّثات وتحويلها إلى مواد أقل سُميَّة. ويعتقد معظم الناس أن هذه الطرق للتحكم بالتلوث والنفايات صديقة للبيئة بدرجة أكبر وأرخص

ثمناً بالمقارنة مع الطرق المعتادة. ويُطلَق على عملية تنظيف المُلوِّثات بالاستعانة بالمكروبات اسم إعادة تأهيل البيئة بيولوجيا “bioremediation”.

يحتوي ما مقداره مِلء ملعقة واحدة من التربة على مائة مليون من المكروبات على الأقل، والتي يقوم معظمها بتفكيك المواد العضوية مثل النباتات والحيوانات النافِقة. وتحصل بعض

هذه المكروبات على الطاقة عبر تفكيك أنواع معينة من المُلوِّثات. وتتمثَّل وظيفة اختصاصي ميكروبيولوجياً يعمل على أحد مشاريع إعادة تأهيل البيئة بيولوجياً في إيجاد وتشجيع نموّ مكروبات معينة تقوم بتكسير المُلوِّث المُستهدَف.

وللتأكد من قدرة المكروبات على تدمير المُلوِّثات، يتوجَّب على اختصاصي

المِكْروبيولوجيا معرفة حاجاتها الأساسية. تحتاج جميع الكائنات الحيَّة إلى ماء، وطعام، ومصدر للطاقة: تحتاج الأنواع المختلفة من الكائنات الحيَّة إلى أنواع مختلفة من الأطعمة لتنمو بشكل سليم. ويحتاج البعض إلى الأكسجين، بينما لا يحتاج البعض الآخر إليه. كما يُفضِّل بعضها درجات الحرارة

المرتفعة، إلا أن الكثير منها يهلك إذا ارتفعت درجات الحرارة بصورة مُفرِطة. كما تتأثر المكروبات أيضاً بمدى توفُّر المُغذِّيَات، والباهاء (pH) (مستوى الحموضة)، وبمقدار المواد المُلوِّثة، ودرجة سُمِّيتها.

ويتمثَّل أحد أكبر التحدِّيات التي تواجه العلماء خلال عملية إعادة تأهيل البيئة

بيولوجياً في التعامل مع العديد من المُركَّبَات الكيميائية التي لا تتواجد في البيئة بشكل طبيعي، والتي تَضُم بعض المُذيبات الصناعية التخليقية، ومُبيدات الهَوام، والمُنظِّفَات (detergents)،

والمواد البلاستيكية. فمثل هذه المُركَّبَات جديدة للغاية على البيئة لدرجة أن المكروبات لم تقم بعد بتطوير طرق لتفكيكها. وفي بعض الأحيان، يكون باستطاعة العلماء تعديل المكروبات وراثياً لزيادة قدرتها على فعل ذلك، وغالباً ما تنمو هذه المكروبات المُعدَّلة وراثياً بشكل جيِّد في وجود المُلوِّثات ولكنها تموت عندما يبدأ غذاؤها في النفاد

وتُضْطَر إلى التنافس مع المكروبات التي تتواجَد في البيئة بشكل طبيعي. ولا يلجأ العلماء إلى إطلاق المكروبات في البيئة إلا عندما تُثبِت الطرق الأخرى فشلها، وذلك نظراً للتأثيرات الجانبية غير المُتوقَّعَة التي قد تترتَّب على مثل هذه الإدخالات.

لم تتم ممارسة هذا النوع من إعادة تأهيل البيئة بيولوجياً سوى منذ بضعة عقود، إلا أنه جرى استخدام شكل آخر من إعادة تأهيل البيئة بيولوجياً – وهو

المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي- على مدى ما يقارب المئة عام. وفي كلا طريقتي معالجة مياه الصرف، تقوم المكروبات بإزالة المواد العضوية (المُحتوِية على الكربون) من مياه الصرف (انظر ص 73). ومن الممكن إعادة المياه المُعَالَجَة

بشكل آمن إلى الأنهار والجداول المائية