പരിസ്ഥിതി എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ ബയോസർഫക്ടന്റുകളുടെ പ്രയോഗങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?

രാസപരമായി സമന്വയിപ്പിച്ച പല സർഫാക്റ്റന്റുകളും അവയുടെ മോശം ജൈവവിഘടനം, വിഷാംശം, ആവാസവ്യവസ്ഥയിൽ അടിഞ്ഞുകൂടാനുള്ള പ്രവണത എന്നിവ കാരണം പാരിസ്ഥിതിക പരിസ്ഥിതിയെ നശിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിനു വിപരീതമായി, എളുപ്പത്തിലുള്ള ജൈവവിഘടനവും പാരിസ്ഥിതിക സംവിധാനങ്ങൾക്ക് വിഷരഹിതതയും ഉള്ള ബയോളജിക്കൽ സർഫാക്റ്റന്റുകൾ പരിസ്ഥിതി എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ മലിനീകരണ നിയന്ത്രണത്തിന് കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, മാലിന്യ സംസ്കരണ പ്രക്രിയകളിൽ ഫ്ലോട്ടേഷൻ കളക്ടറുകളായി അവ പ്രവർത്തിക്കാം, വിഷ ലോഹ അയോണുകൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കൊളോയ്ഡൽ കണികകളിലേക്ക് ആഗിരണം ചെയ്യാം, അല്ലെങ്കിൽ ജൈവ സംയുക്തങ്ങളും ഘന ലോഹങ്ങളും മലിനമായ സ്ഥലങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിന് പ്രയോഗിക്കാം.

1. മലിനജല സംസ്കരണ പ്രക്രിയകളിലെ പ്രയോഗങ്ങൾ​

ജൈവശാസ്ത്രപരമായി മലിനജലം സംസ്കരിക്കുമ്പോൾ, ഘനലോഹ അയോണുകൾ പലപ്പോഴും സജീവമായ സ്ലഡ്ജിലെ സൂക്ഷ്മജീവി സമൂഹങ്ങളെ തടയുകയോ വിഷലിപ്തമാക്കുകയോ ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, ഘനലോഹ അയോണുകൾ അടങ്ങിയ മലിനജലം സംസ്കരിക്കുന്നതിന് ജൈവ രീതികൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ പ്രീ-ട്രീറ്റ്മെന്റ് അത്യാവശ്യമാണ്. നിലവിൽ, മലിനജലത്തിൽ നിന്ന് ഘനലോഹ അയോണുകൾ നീക്കം ചെയ്യാൻ ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അവക്ഷിപ്ത രീതി സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകളുടെ ലയിക്കുന്നതനുസരിച്ച് അതിന്റെ അവശിഷ്ട കാര്യക്ഷമത പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, ഇത് പ്രായോഗികമായി ഉപോൽപ്പന്ന ഫലങ്ങളിൽ കലാശിക്കുന്നു. മറുവശത്ത്, ഫ്ലോട്ടേഷൻ കളക്ടറുകളുടെ (ഉദാഹരണത്തിന്, രാസപരമായി സമന്വയിപ്പിച്ച സർഫക്റ്റന്റ് സോഡിയം ഡോഡെസിൽ സൾഫേറ്റ്) ഉപയോഗം കാരണം ഫ്ലോട്ടേഷൻ രീതികൾ പലപ്പോഴും പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, അവ തുടർന്നുള്ള സംസ്കരണ ഘട്ടങ്ങളിൽ വിഘടിപ്പിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്, ഇത് ദ്വിതീയ മലിനീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. തൽഫലമായി, എളുപ്പത്തിൽ ജൈവവിഘടനം ചെയ്യാവുന്നതും പരിസ്ഥിതിക്ക് ദോഷകരമല്ലാത്തതുമായ ബദലുകൾ വികസിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട് - കൂടാതെ ജൈവ സർഫക്റ്റന്റുകൾക്ക് ഈ ഗുണങ്ങൾ കൃത്യമായി ഉണ്ട്.

2. ബയോറെമീഡിയേഷനിലെ പ്രയോഗങ്ങൾ​

ജൈവ മലിനീകരണ വസ്തുക്കളുടെ അപചയത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിനും അതുവഴി മലിനമായ ചുറ്റുപാടുകൾ പരിഹരിക്കുന്നതിനും സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ, ജൈവ സർഫക്ടാന്റുകൾ ജൈവ മലിനമായ പ്രദേശങ്ങളുടെ ഓൺ-സൈറ്റ് ബയോറെമീഡിയേഷന് ഗണ്യമായ സാധ്യത നൽകുന്നു. കാരണം, ഫെർമെന്റേഷൻ ചാറുകളിൽ നിന്ന് അവ നേരിട്ട് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് സർഫക്ടന്റ് വേർതിരിക്കൽ, വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ, ഉൽപ്പന്ന ശുദ്ധീകരണം എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ചെലവുകൾ ഇല്ലാതാക്കുന്നു.

2.1 ആൽക്കെയ്നുകളുടെ അപചയം വർദ്ധിപ്പിക്കൽ​

പെട്രോളിയത്തിന്റെ പ്രാഥമിക ഘടകങ്ങളാണ് ആൽക്കെയ്നുകൾ. പെട്രോളിയം പര്യവേക്ഷണം, വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ, ഗതാഗതം, സംസ്കരണം, സംഭരണം എന്നിവയിൽ അനിവാര്യമായ പെട്രോളിയം ഡിസ്ചാർജുകൾ മണ്ണിനെയും ഭൂഗർഭജലത്തെയും മലിനമാക്കുന്നു. ആൽക്കെയ്ൻ ഡീഗ്രേഡേഷൻ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നതിന്, ബയോളജിക്കൽ സർഫക്ടാന്റുകൾ ചേർക്കുന്നത് ഹൈഡ്രോഫോബിക് സംയുക്തങ്ങളുടെ ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റിയും ബയോഡീഗ്രേഡബിലിറ്റിയും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും അതുവഴി ആൽക്കെയ്നുകളുടെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.

2.2 പോളിസൈക്ലിക് ആരോമാറ്റിക് ഹൈഡ്രോകാർബണുകളുടെ (PAH-കൾ) ഡീഗ്രഡേഷൻ വർദ്ധിപ്പിക്കൽ(

"മൂന്ന് അർബുദകാരിക ഫലങ്ങൾ" (കാർസിനോജെനിക്, ടെറാറ്റോജെനിക്, മ്യൂട്ടജെനിക്) ഉള്ളതിനാൽ PAH-കൾ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ നേടിയിട്ടുണ്ട്. പല രാജ്യങ്ങളും അവയെ മുൻഗണനാ മലിനീകരണ വസ്തുക്കളായി തരംതിരിച്ചിട്ടുണ്ട്. പരിസ്ഥിതിയിൽ നിന്ന് PAH-കൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള പ്രാഥമിക മാർഗം സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ നശീകരണമാണെന്നും ബെൻസീൻ വളയങ്ങളുടെ എണ്ണം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് അവയുടെ നശീകരണശേഷി കുറയുന്നുവെന്നും പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്: മൂന്നോ അതിൽ കുറവോ വളയങ്ങളുള്ള PAH-കൾ എളുപ്പത്തിൽ നശിക്കുന്നു, അതേസമയം നാലോ അതിലധികമോ വളയങ്ങളുള്ളവ തകർക്കാൻ കൂടുതൽ വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്.

2.3 വിഷാംശമുള്ള ഘനലോഹങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യൽ​

വിഷാംശമുള്ള ഘനലോഹങ്ങൾ മണ്ണിൽ കലരുന്നതിന്റെ സവിശേഷത മറയ്ക്കൽ, സ്ഥിരത, മാറ്റാനാവാത്ത അവസ്ഥ എന്നിവയാണ്. ഇത് ഘനലോഹങ്ങൾ കലർന്ന മണ്ണിന്റെ സംസ്കരണത്തെ അക്കാദമിക് മേഖലയിൽ ദീർഘകാലമായി നിലനിൽക്കുന്ന ഒരു ഗവേഷണ കേന്ദ്രമാക്കി മാറ്റുന്നു. മണ്ണിൽ നിന്ന് ഘനലോഹങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള നിലവിലെ രീതികളിൽ വിട്രിഫിക്കേഷൻ, ഇമ്മൊബിലൈസേഷൻ/സ്റ്റെബിലൈസേഷൻ, തെർമൽ ട്രീറ്റ്മെന്റ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. വിട്രിഫിക്കേഷൻ സാങ്കേതികമായി സാധ്യമാണെങ്കിലും, അതിൽ ഗണ്യമായ എഞ്ചിനീയറിംഗ് ജോലികളും ഉയർന്ന ചെലവുകളും ഉൾപ്പെടുന്നു. ഇമ്മൊബിലൈസേഷൻ പ്രക്രിയകൾ റിവേഴ്‌സിബിൾ ആണ്, പ്രയോഗത്തിനു ശേഷമുള്ള ചികിത്സയുടെ ഫലപ്രാപ്തിയുടെ തുടർച്ചയായ നിരീക്ഷണം ആവശ്യമാണ്. അസ്ഥിരമായ ഘനലോഹങ്ങൾക്ക് (ഉദാ. മെർക്കുറി) മാത്രമേ താപ ചികിത്സ അനുയോജ്യമാകൂ. തൽഫലമായി, കുറഞ്ഞ ചെലവിലുള്ള ജൈവ ചികിത്സാ രീതികൾ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനം കൈവരിച്ചിട്ടുണ്ട്. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, ഘനലോഹങ്ങൾ കലർന്ന മണ്ണ് സംസ്കരിക്കുന്നതിന് ഗവേഷകർ പാരിസ്ഥിതികമായി വിഷരഹിതമായ ജൈവ സർഫാക്റ്റന്റുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്.