sadržaj:podpodZagađenje životne sredine......................................................................3Bioremedijacija.................………..........................................................4Bioremedijacija ekosistema zagađenih naftom…...........................................6Bioremedijacija vazduha............................................................................8Zaključak …………………………………………………...………………11Literatura.............................................................................................12

Zagađenje životne sredine

Sve više saznanja o dugotrajnim uticajima onečišćenja na pogoršanje kvaliteta tla, sedimenata i zaliha pitke vode ima sve veći uticaj na istraživanja i politiku upravljanja okolinom zadnjih dvadeset godina. Unošenje antropogenih, otrovnih i štetnih hemijskih jedinjenja u tlo ima ozbiljne posljedice na različita područja ljudskih aktivnosti, od poljoprivrede, snabdjevanja pitkom vodom, planiranja građenja do upravljanja prirodnim resursima. Tlo je jednako ugrožen ekosistem kao vazduh i voda pa su neke razvijene zemlje već prije dvadeset godina donijele zakone o očuvanju kvalitete tla, a time i podzemnih voda. Uzroci onečišćenja tla i podzemnih voda su: nepropisno zakopan otpad, loše riješeni tokovi otpadnih voda, nepropisno korištenje hemikalija u poljoprivredi, slučajni izljevi izazvani nepažnjom, pretjerano crpljenje podzemnih voda, odlaganje sanitarnog otpada na zemlju, odlaganje otpadnih muljeva industrije, propuštanje iz industrijskih bazena za otpadne vode, propuštanje iz rezervoara goriva na skladišnim prostorima, itd. (Sl.1,2,3.).

Ugljovodonici su česti uzročnici onečišćenja životne sredine, pa na naftnoj i petrohemijskoj industriji leži velika odgovornost za riješavanje problema onečišćenja životne sredine. Industrije razvijenih zemalja su već šezdesetih godina prošlog vijeka pokrenule istraživanja u saradnji sa naučnim institucijama u cilju riješavanja problema onečišćenja životne sredine naftnim ugljovodonicima. Cilj rada je prikazati kako se biološki procesi mogu upotrijebiti kao ekonomski opravdani i učinkoviti postupci čišćenja tla i podzemnih voda u slučajevima njihova onečišćenja opasnim supstancama.

Sl. 1. Sl. 2. Sl. 3.

Bioremedijacija

2

Proces u kome se koriste mikroorganizmi za uklanjanje ili degradaciju zagađenih supstanci do manje zagađenih ili nezagađenih supstanci se naziva bioremedijacija. Bioremedijacija je kombinacija dvije riječi: bio, što označava skraćenicu za biološki, i remedijacija, što znači popraviti, izliječiti. Cilj ovog procesa je poboljšanje stanja narušenih ekosistema. Mikroorganizmi svojim enzimima razgrađuju organske supstance iz zemljišta ili voda i transformišu ih u krajnje nezagađene proizvode, prije svega do ugljen dioksida i vode.

Bioremedijacione tehnike se uspješno mogu koristiti za remedijaciju zemljišta (Sl. 4.), mulja i podzemnih voda kontaminiranih ugljovodonicima porijeklom iz naftne industrije, organskim rastvaračima, pesticidima i drugim organskim materijama. Postupak je potpuno bezopasan po zdravlje ljudi i, što je najvažnije, nema dodatnog zagađivanja životne sredine.

Sl. 4.

Za bioremedijaciju se upotrebljavaju čiste ili miješane kulture mikroogranizama. Vrste Pseudomonas se najviše upotrebljavaju zbog sposobnosti da degradiraju širok spektar zagađivača, uključujući ugljovodonike male molekulske mase koji su povezani sa zagađenjem od izlivenih ulja. Gljive se upotrebljavaju za bioremedijacju mnogih kompleksnih polutanata kao što su: DDT (dihlor-difenil-trihloretan), TNT (Trinitrotoulen), benzopiren i plastične mase kao što je polietilen. Phanerochaete chrysosporium produktuje lakaze i peroksidaze koje se uključuju u degradaciju lignina.

Bioremedijacija se odvija tako što ćelija mikroorganizma kao hranu koristi kontaminante. Sve što ostaje od zagađenja nakon ovog procesa je bezezleni biološki otpad (Sl. 5.).

3

Sl. 5.

Ograničavajući faktori koji utiču na bioremedijaciju su: razgradnja alifatičnih ugljovodika moguća je samo u prisustvu O2, prekomjerna količina zagađujućih materija, prisustvo toksičnih supstanci ( teških metala), nedostatak kiseonika, neodgovarajuća pH vrijednost, nedostatak hranljivih materija, nedostatak vlage, neodgovarajuća temperatura i drugo.

Glavni faktor za biodegradaciju je temperatura. Porast temperature ubrzavametabolizam mikroorganizama i to povoljno utiče na biodegradaciju. Pri aerobnim uslovima optimalna temperatura je od 15 do 40˚ C. Ph vrijednost u zemljištu mnogo varira, a to može negativno uticati na mikroorganizme. Optimalne vrijednosti za biodegradaciju nafte su od 6.5-7.5.

Bioremedijacija ekosistema zagađenih naftom

4

Sirova nafta i njeni derivati štetno djeluju na živi svijet i funkcionisanje ekoloških zajednica i ekosistema jer sadrže jedinjenja koja imaju mutageni i kancerogeni efekat. Negativno djelovanje nafte na floru ogleda se u smanjenju količine kiseonika, visokom sadržaju soli i rastvorenih ugljovodonika.

Tri su negativna uticaja nafte i njenih derivata na žive organizme: fizičko djelovanje na organizme, primjer je djelovanje izlivene nafte

na alge ili na primjer na sljepljivanje dlaka ili perja kod životinja, modifikacija staništa – izlivena nafta smanjuje količinu kiseonika u

vodi, redukuje količinu svjetlosti, mijenja pH sredine, smanjuje količinu dostupne hrane,

toksično djelovanje – za većinu toksičnog djelovanja nafte na organizme odgovorni su aromatični spojevi nafte.

Efekti na čovjeka su redukcija hrane, promjena ishrane i izgleda staništa. Zbog uticaja nafte i njenih derivata organi koji kod čovjeka najviše stradaju su sljedeći: koža, crijeva, bubrezi i mliječne žljezde.

Sredine zagađene naftom kao zagađivačem predstavljaju jedan od najboljih primjera uspješne bioremedijacije. Mikroorganizmi koji imaju sposobnost da degradiraju ugljovodonike iz nafte širko su rasprostranjeni. Na prisustvo ugljovodonika reaguju promjenom brojnosti i funkcije. Brzina kojom mikroorganizmi degradiraju ugljovodonike iz nafte zavisi od dostupnog kiseonika i količine nutrijenata. Među najvažnije nutrijente se ubrajaju azot i fosfor kojih u nafti ima u malim količinama. Prema tome, na stepen degradacije ugljovodonika iz nafte moguće je uticati promjenom ograničavajućih faktora, kao npr. povećanje koncentracije kiseonika, podešavanje odnosa ugljenika i azota ili ugljenika i fosfora.

Degradaciju nafte i njenih derivata vrše: bakterije: Pseudomonas, Vibrio, Arthrobacter, Aeromonas,

Moraxella, Acinetobacter, Cyanobacteria, kvasci: Candida, Torulopsis, glive: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Trichoderma, alge: Zelene alge.

Bioremedijacija zemljišta zagađenih naftom

Na mjestima gdje su ugljovodonici dospjeli iz podzemnih ili oštećenih tankova koristi se bioremedijacija. Ona se može odvijati na dva načina: in situ i ex situ.

5

In situ način bioremedijacije zasniva se na tretiranju kontaminiranog zemljišta, dok je za ex situ način potrebno iskopavanje kontaminiranog zemljišta prije bioremedijacionog tretmana. U in situ bioremedijaciji je potrebnoobezbijediti kiseonik i hranljive materije neophodne za razvoj mikroorganizama u cilju što efikasnije degradacije kontaminanata (Sl. 6.). Ovim metodama pripadaju bioventilacija i ubacivanje vodonik-peroksida. Kod sistema bioventilacije vazduh iz atmosfere se ubrizgava u kontaminirano zemljište, a kiseonik, koji na ovaj način dospijeva u sistem, iskorištavaju mikroorganizmi za sopstvene biosinteze i degradaciju kontaminanta. Ubacivanjem vodonik-peroksida i njegovim kruženjem kroz kontaminirano zemljište, obezbjeđuje se kiseonik koji stimulativno djeluje na mikroorganizme koji doprinose degradaciji kontaminanta. Ex situ tehnike bioremedijacije su brže, mnogo lakše se kontrolišu i omogućavaju razgradnju šireg spektra kontaminanata nego pri bioremedijaciji in situ. Ove tehnike podrazumijevaju iskopavanje i tretman kontaminiranog zemljišta prije, a često i nakon obavljanja bioremedijacije. Način bioremedijacije ex situ je miješanje kontaminiranog zemljišta sa odgovarajućim količinama vode u posebnom bioreaktoru koji se nalazi iznad zemlje, uz dodatak mikroorganizama.

Sl. 6.

Bioremedijacija marinskih ekosistema zagađenih naftom

Više od 10 miliona tona nafte godišnje dotiče u mora, od toga platforme za ispitivanje nafte svojim bušotinama stvaraju oko 11% tog zagađenja (Sl. 7.).

6

Mnoge vrste mikroorganizama vrše djelimičnu degradaciju ugljovodonika do prelaznih proizvoda, tako da se proces biodegradacije vrši u više faza. Količina i vrsta prelaznih proizvoda određuje tok sukcesija mikroorganizama. Npr. akumulacija masnih kiselina nastala kao proizvod aktivnosti jedne vrste mikroorganizama, uzrokuje rast onih vrsta koje vrše dalju oksidaciju masnih kiselina.

Najbolji primjer primjene bioremedijacije marinskih ekosistema je slučaj ekološke katastrofe nakon izlijevanja nafte iz oštećenog tankera Exxon Valdez 1989. godine. Prvo je vršeno spiranje obala vodenim mlazovima pod pritiskom, ali to nije dalo zadovoljavajuće rezultate. Tek nakon dodavanja oleofilnih fertilizatora, što je stimulisalo aktivnost prirodne populacije mikroorganizama, remedijacija je uspješno obavljena.

Zbog dokazane efikasnosti bioremedijacija je postala glavna metoda za uklanjanje naftnih zagađivača dospjelih na obalu.

Sl. 7.

Bioremedijacija vazduha

7

Ispuštanje različitih industrijskih i drugih gasovitih supstanci u atmosferu je štetno za zdravlje ljudi i može dovesti do stvaranja smoga ili oštećenja ozonskog omotača (Sl. 8.).

Potencijalni mikrobiološki supstrati su gasovite organske supstance , tako da je upotreba mikroorganizama u kontroli vazdušnog zagađenja u mnogim slučajevima najekonomičnija. Ova metoda je još uvijek nova i nedovoljno iskorištena. Bionitriti od treseta i komposta sa velikim sadržajem mikroorganizama koriste se u fabrikama koje emituju velike količine mirisnih gasovitih supstanci. Ove supstance mikroorganizmi razgrađuju na njihove mineralne sastojke koji su anje toksični i prihvatljivi za sredinu.

Sl. 8.

Zaključak

8

Bioremedijacija je tehnologija koja dolazi kao alternativa za prečišćavanje zagađenih ekosistema. Još uvijek se smatra tehnologijom u razvoju. Među raspoloživim opcijama za prečišćavanje zagađenih mjesta, bioremedijacija je bolja i u odnosu na životnu sredinu i ekonomski. Ne treba zaboraviti da ovu metodu nije moguće primjeniti u svim slučajevima. Proces bioremedijacije je relativno dug, ali pod ljudskim uticajem ovaj proces se odvija znatno brže.

Literatura:

9

1. www.dodaj.rs/f/36/KT/2FE3L2Wg/ bioremedijacija .ppt 2. Čomić R. Ljiljana, (1999.), Ekologija mikroorganizama,

Prirodno-matematički fakultet, Kragujevac, 178-179, 183-185.3. Vedranka Bobić, (2005.), Onečišćenje tla naftnim ugljikovodicima-

bioobnova: mogućnosti, učinkovitost, iskustva, Hrvatsko društvo za goriva i maziva.

4. Blažević, D., Rasulić, G., Govedarica, M.: Bioremedijacija zemljišta zagađenog ugljovodonicima nafte, Zbornik radova Jugoslovenskog udruženja za naftu i gas, Novi Sad, 2002.

10