YMPÄRISTÖBIOTEKNIIKKA: HISTORIA, MITÄ SE TUTKII, SOVELLUKSET - BIOLOGIA - 2026

Ympäristöbiotekniikan on tieteenala omistettu kehittämistä ja käyttöä biologisten järjestelmien korjata ja ratkaista saasteongelmia ympäristössä. Siinä käytetään tieteen, tekniikan ja geenitekniikan periaatteita orgaanisten ja epäorgaanisten materiaalien käsittelemiseksi, luonnon ympäristön parantamiseksi ja kestävän kehityksen tavoitteeksi.

Sen sovellukset vaihtelevat bioremedikaatiosta ja jäteveden, kaasujen ja myrkyllisten jätteiden käsittelystä materiaalien biologiseen hajoamiseen, agrobiotekniikkaan, bioenergiaan, biominjaan sekä tuholaisten ja sairauksien torjuntaan.

Ympäristöbioteknologia hyödyntää mikro-organismeja pilaantumisen aiheuttamien ympäristöolosuhteiden palauttamiseksi. Lähde: pixabay.com

Tällä hetkellä sen näkyvin tehtävä on lattioiden, veden ja ilman puhdistus kestävämpien ja taloudellisten prosessien avulla.

Esimerkiksi, kun öljyvuoto on maassa, sulfaateilla tai nitraateilla varustettuja lannoitteita voidaan valmistaa edistämään mikro-organismien lisääntymistä, jotka edistävät tämän aineen hajoamista.

Lyhyesti sanottuna ympäristöbiotekniikka auttaa luontoa selviytymään epätasapainotilanteista ja palauttamaan ekosysteemit, jotka kärsivät jonkinlaisesta muutoksesta, useimmiten ihmisen toiminnan takia.

Ympäristöbiotekniikan historia

Bioteknologia on ollut läsnä ihmiskunnan historiassa muinaisista ajoista lähtien, jolloin tiettyjen tuotteiden, kuten viinin, oluen, juuston tai leivän, valmistamiseksi alettiin käyttää erilaisia ​​tekniikoita eläinten ja kasvien käsittelyyn.

Ranskalainen kemisti Louis Pasteur havaitsi 1800-luvulla, että mikro-organismit olivat käymisen syy, mikä toi mukanaan suuria etuja elintarvike- ja terveydenhuollolle.

Vuosia myöhemmin brittiläinen tutkija Alexander Fleming havaitsi penisilliinibakteerien vaikutuksia infektioiden hoidossa, mikä mahdollisti antibioottien kehittämisen laajassa mittakaavassa.

Vuonna 1953 tutkijat Rosalind Franklin, James D. Watson ja Francis Crick Cambridgen yliopistosta löysivät DNA: n ja geneettisen koodin toiminnan. Tämä synnytti ennennäkemättömän edistyksen molekyylimanipulaation alalla, ja syntyi nykyaikainen biotekniikka.

Geenien modifiointi ja siirto organismista toiseen mahdollisti parempien tuotteiden ja prosessien kehittämisen maatalouden ja lääketieteen aloilla.

Ajan myötä ja teollisuuden hyödyntämisen kielteisten ympäristövaikutusten seurauksena näitä tekniikoita alettiin käyttää saastumiseen liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi, mikä johti ympäristön bioteknologiaan.

Mitä ympäristöbiotekniikka opiskelee?

Tämä kurinalaisuus käsittää kaksi suurta opiskelualaa: toisaalta bioteknologian ja toisaalta ekologian.

biotekniikka

Se on tiede, joka tutkii ja analysoi eläviä organismeja voidakseen hyödyntää resurssejaan ja kykyjään hyödyntää niiden resursseja ja kykyä käyttää niitä tuotteiden parantamiseen ja muihin tarkoituksiin tekniikan avulla tekniikan avulla.

Sitä käytetään pääasiassa elintarvikkeiden, lääketieteen, farmakologian ja ympäristönhoidon aloilla.

Sen käytön avulla on mahdollista saada tehokkaampia lääkkeitä, kestävämpiä materiaaleja, terveellisempää ruokaa, uusiutuvia energialähteitä ja vähemmän saastuttavia teollisuusprosesseja.

Ekologia

Se on osa biologiaa, joka tutkii elävien olentojen suhteita toisiinsa ja ympäristöön, jossa he elävät. Yksi hänen tärkeimmistä kiinnostuksenkohteistaan ​​on muutokset, jotka ekosysteemit tekevät ihmisten harjoittamasta toiminnasta.

Tässä mielessä ekologia on jo useita vuosia liittynyt poliittisiin ja sosiaalisiin liikkeisiin, jotka ympäri maailmaa taistelevat ympäristön puolustamisesta ja hoidosta.

Sen toimilla pyritään luonnonvarojen säilyttämiseen ja uudistamiseen, villieläinten suojelemiseen ja ihmisen aiheuttaman pilaantumisen vähentämiseen.

Ympäristöbiotekniikka pyrkii puitteissa etsimään ratkaisuja muun muassa biologisen monimuotoisuuden häviämiseen, ilmastomuutokseen, uusien uusiutuvien energialähteiden saatavuuteen ja otsonikerroksen ohenemiseen.

Sovellukset

Maataloudessa ympäristöbiotekniikka mahdollistaa sellaisten elintarvikkeiden tuottamisen, joissa on enemmän vitamiineja, mineraaleja ja proteiineja, sekä kasveja, jotka ovat vastustuskykyisempiä hyönteisten hyökkäyksille. Lähde: pixabay.com

Ympäristöbioteknologialle annetaan pääasiallisia biojätehuoltoon, jäteveden käsittelyyn, materiaalien biologiseen hajoamiseen ja agrobiotekniikkaan liittyviä käyttötarkoituksia.

bioremediation

Tämä termi viittaa mikro-organismien käyttöön aineen käsittelemiseksi tai saastumisen aiheuttamien ympäristöolosuhteiden palauttamiseksi.

Esimerkiksi tietyillä bakteereilla, sienillä ja geeniteknisillä kasveilla on kyky imeä ja hajottaa myrkyllisiä alkuaineita maaperästä, vedestä tai ilmasta.

Yksi tunnetuimmista tapauksista on geneettinen muuntelu, joka tehtiin Deinococcus radiodurans -bakteerista, jolla on suuri kyky sietää säteilyä siten, että se absorboi ydinjätteessä olevia elohopea-ioneja ja tolueenia.

Tietyt sienet sietävät puolestaan ​​hyvin lyijypitoisuuksia, ja niitä käytetään puhdistamaan tämän raskasmetallin saastuttama maaperä.

Jätevedenpuhdistus

Ympäristöbioteknologiaa voidaan käyttää myös fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten epäpuhtauksien poistamiseen ihmisen jätevesistä.

Vesikasvien, mikrolevien ja biohajoamisprosessien avulla jäte voidaan puhdistaa ja parantaa sen laatua.

agrobiotekniikka

Maataloudessa ympäristöbiotekniikka käyttää eläviä organismeja tai mikro-organismeja viljelykasvien tilan parantamiseksi ja tuotannon lisäämiseksi.

Se sallii esimerkiksi tuottaa ruokaa, jossa on enemmän vitamiineja, mineraaleja ja proteiineja, ja kasveja, jotka ovat vastustuskykyisempiä hyönteisten hyökkäyksille, ilman tarvetta käyttää kemiallisia tuotteita, jotka vahingoittavat ympäristöä.

Lisäksi se mahdollistaa maatalouden jäämien tai jätevesien uudelleenkäytön energian ja biopolttoaineiden tuotannossa.

Materiaalien biologinen hajoaminen

Ympäristöbiotekniikka mahdollistaa myös sellaisten biohajoavien materiaalien kehittämisen, jotka hajoavat luonnossa biologisten tekijöiden, kuten eläinten, sienten ja bakteerien, vaikutuksesta.

Näiden alkuaineiden hajoaminen voi tapahtua kahdella tavalla: organismien kautta, jotka tarvitsevat happea elääkseen (aerobinen hajoaminen), tai sellaisten organismien kautta, jotka eivät tarvitse happea aineenvaihdunnassaan (anaerobinen hajoaminen).

Tämän tyyppinen prosessi auttaa minimoimaan jätteiden määrän ja välttää epäpuhtauksien pysyvyyttä ympäristössä.

Toisaalta muut ympäristöbiotekniikan mahdolliset sovellukset liittyvät muun muassa kiinteän jätteen ja kaasujen käsittelyyn, bioenergiaan ja biominiin, tuholaisten ja tautien torjuntaan sekä biogeokemiallisiin sykleihin.

Viitteet

1. Castillo Rodríguez, Francisco (2005). Ympäristöbiotekniikka. Toimituksellinen tebar. Madrid. Espanja.
2. Bécares, E. (2014). Ympäristöbiotekniikka, bioteknologian tuhkapää AmbioSciences. Leónin yliopiston biologisten ja ympäristötieteellisten tiedekuntien toimittama tieteellinen levityslehti.
3. ISEB. Ympäristöbiotekniikan kansainvälinen yhdistys. Saatavana osoitteessa inecol.edu.mx
4. Blanch, Anicet. Ympäristöbiotekniikka. Bioteknologiset sovellukset ympäristön parantamiseksi. Barcelonan yliopisto.
5. Rittmann, BE (2006). Mikrobiologia ympäristöbiotekniikan prosessien hallitsemiseksi Trends Biotechnol.
6. Ympäristöbiotekniikka, Wikipedia. Saatavana: Wikipedia.org