اصلاح PAHها بوسیله میکروب‌ها

طیف وسیعی از باکتری‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها جدا شده‌اند که می‌توانند PAHs را بااستفاده از مسیرهای متابولیکی مختلف تجزیه کنند. باکتری‌های هوازی و همچنین جلبک‌ها از مونو و دی اکسیژناز برای فعال‌سازی و برش حلقه‌های بنزن استفاده می‌کنند، در حالی که باکتری‌های بی‌هوازی کاتابولیسم PAH را از طریق مسیرها و آنزیم‌های کاملاً متفاوت با کوفاکتورهای حاوی فلز و یا فلاوین دنبال می‌کنند. قارچ‌های لیگنولیتیک و غیر لیگنولیتیک نیز قادر به اکسید کردن PAH هستند.
با وجود انرژی و هزینه زیاد مورد نیاز، روش‌های مرسوم تصفیه آلاینده‌های محیطی عمدتاً هنوز در حال استفاده هستند. هنوز حوزه‌های زیادی در این زمینه وجود دارد که باید پوشش داده شود، برای مثال هنوز گونه های زیادی وجود دارند که مسیرهای تجزیه زیستی برای آنها مشخص نشده است. توضیح این مسیرها می تواند مهندسی ژنتیک را برای بهبود پتانسیل تجزیه زیستی با استفاده از میکروارگانیسم‌ها یاری رساند.

چندین فاکتور محیطی بر راندمان تبدیل زیستی آنها از جمله pH، دما، شوری، دی‌اکسیدکربن و غلظت اکسیژن تأثیرگذار هستند. مهندسی ژنتیک پتانسیل بسیار زیادی برای بهبود فرآیند تجزیه زیستی با ساخت سویه‌های نوترکیب دارد.
داروسازی
اگرچه داروها برای چندین دهه در آب‌ها وجود داشته‌اند، اما الگوی در نظر گرفتن آنها به عنوان آلاینده‌های محیطی به سمت آغاز قرن بیست و یکم برمی‌گردد. مواد دارویی با تبدیل شدن یا نشدن به متابولیت از انسان دفع می‌شوند. فضولات انسان به عنوان فاضلاب این مواد دارویی را به سمت تصفیه خانه‌های فاضلاب می‌برد. اگر فاضلاب به درستی تصفیه نشود، پساب حاصل پس از رها شدن در آب باعث مشکلاتی در اکوسیستم آبی می‌شود. آبزی‌پروری، فاضلاب بیمارستانی و دفع غیرقانونی دارو می‌تواند از دیگر منابع آلودگی باشد. داروها به عنوان آلاینده‌های نوظهور منحصر به فرد هستند زیرا به گونه ای طراحی شده‌اند که حتی در غلظت‌های پایین نیز فعال بمانند.
اثرات سمی داروها
فاضلاب دارویی مخلوطی از داروها را در غلظت‌های پایین به جای داروهای ایزوله تشکیل می دهد. بنابراین، مطالعات متمرکز بر اصلاح با مخلوطی از داروها ممکن است رویکرد مناسب تری برای یافتن سمیت در موجودات موجود در محیط ارائه دهد. برای پیش‌بینی اهداف بالقوه داروها بر روی گونه‌ها، میتوان از پایگاه‌های داده‌های مانند www.ecodrug.org نیز استفاده کرد.
اصلاح آفتکش‌ها بوسیله میکروب‌ها
برخی از میکروب‌ها با کانی‌سازی کامل از این آلاینده‌ها به عنوان منبع انرژی خود استفاده می‌کنند. برای مثال داروهای نوتروپیک به راحتی در سیستم متابولیزه نمی‌شوند و گزارش شده است که 90 درصد از داروی تجویز شده پس از مصرف از طریق ادرار دفع می‌شود. پیراستام نمونه‌هایی از داروهای نوتروپیک است که به طور کامل توسط دو گونه Ochrobactrum معدنی شده‌است.
زباله‌های انفجاری
مواد منفجره در سراسر جهان بیشتر به عنوان مهمات نظامی استفاده می‌شود. آنها همچنین در معادن زیرزمینی، تخریب و در صنعت ساخت‌وساز برای جاده‌های جدید کاربرد دارند. این مواد دارای محتوای نیتروژن و اکسیژن بالایی هستند که در اثر انفجار زباله‌های سمی را در محیط به جا می‌گذارند. روش‌های مرسوم اصلاح مکان‌های آلوده به مواد منفجره (سوزاندن و کمپوست‌سازی) محدودیت‌هایی مانند مصرف بالای انرژی و هزینه و همچنین قرار دادن کارگران در معرض سموم دارند.
اثرات سمی زباله‌های انفجاری
بیشتر داده‌های مربوط به اثرات سمی زباله‌های انفجاری از TNT و RDX می‌باشد. فاضلاب TNT به دلیل COD بالا، زیست تخریب پذیری ضعیفی دارد. اثرات سمی ناشی از آن عبارتند از: سطح بالای آپوپتوز در بافت‌های در حال رشد فعال، نقص حلقه‌های قلبی و تشکیل اتاقک قلب هیپوپلاستیک در ماهیها.
اصلاح آفتکش‌ها بوسیله میکروب‌ها
میکروب‌ها با موفقیت باقی‌مانده زباله‌های انفجاری را به عنوان منبع رشد خود متابولیزه می‌کنند. این تجزیه بیولوژیکی استرهای نیترات از طریق واکنش دنیتاسیون رخ می‌دهد. از طرف دیگر، آنزیم PETN ردوکتاز که از گونه‌های انتروباکتر جدا شده قادر به تبدیل PETN به نیتریها و نیترات‌ها می‌باشد.
PAHها
هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs) دسته ای از ترکیبات آلی هستند که از چندین حلقه بنزن تشکیل شده‌اند. منابع طبیعی آن شامل فوران‌های آتشفشانی و آتش‌سوزی جنگل‌ها است. در حالیکه منبع اولیهPAH ها منابع انسانی مانند احتراق زغال سنگ، اگزوز وسایل نقلیه، تبخیر نفت، سوزاندن زیست توده، کارخانه‌های کک، کارخانه‌های فولاد و بسیاری از صنایع دیگر هستند. PAHها در هر دو فاز گاز و فاز ذرات وجود دارند و به طور گسترده در هوا، آب شیرین و دریا، رسوب، خاک و موجودات زنده پراکنده میشوند.
اثرات سمی زباله‌های PAHها
برخی ازPAH ها دارای خواص سرطان‌زایی، جهش‌زایی و تراتوژن هستند. افزایش قرار گرفتن در معرض PAHs بر باروری انسان تأثیر می‌گذارد و با بروز نازایی مردانه، از دست دادن عملکرد تخمدان و شروع زودرس یائسگی همراه است. قرار گرفتن در معرض PAH قبل از تولد یا پس از تولد می تواند منجر به عوارض مختلفی مانند تاخیر در رشد داخل رحمی، ضریب هوشی پایین، مشکلات رفتاری، آلرژی و یا آسم شود. قرار گرفتن در معرض PAH همچنین با دیابت، استرس اکسیداتیو، سمیت کبدی، سمیت پوستی و بسیاری ازاثرات کوتاه مدت سلامتی از جمله تهوع، استفراغ و التهاب مرتبط است.

نرگس_امینی

لینک مقاله