- História environmentálnej biotechnológie
- Čo študuje environmentálna biotechnológia?
- biotechnológie
- ekológia
- aplikácia
- Bioremediation
- Čistenie odpadových vôd
- Agrobiotechnology
- Biodegradácia materiálov
- Referencie
Environmentálne biotechnológie je disciplína zaoberajúca sa vývojom a využívaním biologických systémov k náprave a riešeniu problémov znečistenia v životnom prostredí. Využíva princípy vedy, techniky a genetického inžinierstva na úpravu organických a anorganických materiálov s cieľom zlepšiť prírodné prostredie a zamerať sa na trvalo udržateľný rozvoj.
Jeho aplikácie siahajú od bioremediácie a úpravy odpadovej vody, plynov a toxického odpadu až po biodegradáciu materiálov, agrobiotechnológiu, bioenergiu, biologické ťaženie a kontrolu škodcov a chorôb.
Environmentálna biotechnológia využíva mikroorganizmy na obnovenie environmentálnych podmienok ovplyvnených znečistením. Zdroj: pixabay.com
V súčasnosti je jej najvýznamnejšou funkciou čistenie podláh, vody a vzduchu pomocou udržateľnejších a hospodárnejších procesov.
Napríklad, ak dôjde k úniku oleja do pôdy, môžu sa hnojivá so síranmi alebo dusičnanmi vyrábať tak, aby podporovali reprodukciu mikroorganizmov, ktoré podporujú rozklad tejto látky.
V skratke, environmentálna biotechnológia pomáha prírode prekonať nerovnováhu a obnovuje ekosystémy, ktoré prešli určitými zmenami, vo väčšine prípadov v dôsledku ľudskej činnosti.
História environmentálnej biotechnológie
Biotechnológia je v dejinách ľudstva prítomná už v staroveku, keď sa na získanie určitých výrobkov, ako je víno, pivo, syr alebo chlieb, začali používať rôzne techniky manipulácie so zvieratami a plodinami.
V 19. storočí francúzsky chemik Louis Pasteur zistil, že mikroorganizmy sú príčinou fermentácie a prinášajú veľké výhody potravinárskemu a zdravotníckemu priemyslu.
O niekoľko rokov neskôr britský vedec Alexander Fleming pozoroval účinky penicilínových baktérií pri liečbe infekcií, ktoré umožnili vývoj antibiotík vo veľkom meradle.
V roku 1953 vedci Rosalind Franklin, James D. Watson a Francis Crick z University of Cambridge objavili DNA a fungovanie genetického kódu. To viedlo k bezprecedentnému pokroku v oblasti molekulárnej manipulácie, čo viedlo k modernej biotechnológii.
Modifikácia a prenos génov z jedného organizmu do druhého umožnil vývoj lepších produktov a procesov v oblasti poľnohospodárstva a medicíny.
Postupom času a v dôsledku negatívneho dopadu priemyselného využívania na životné prostredie sa tieto techniky začali používať na riešenie problémov súvisiacich so znečistením, čo viedlo k environmentálnej biotechnológii.
Čo študuje environmentálna biotechnológia?
Táto disciplína zahŕňa dve hlavné oblasti štúdia: biotechnológia na jednej strane a ekológia na strane druhej.
biotechnológie
Je to veda, ktorá skúma a analyzuje živé organizmy, aby prostredníctvom technológie využila svoje zdroje a kapacity na ich využitie pri zdokonaľovaní výrobkov a na iné účely.
Používa sa hlavne v oblasti potravín, medicíny, farmakológie a starostlivosti o životné prostredie.
Jeho použitím je možné získať účinnejšie lieky, odolnejšie materiály, zdravšie potraviny, obnoviteľné zdroje energie a menej znečisťujúce priemyselné procesy.
ekológia
Je to časť biológie, ktorá skúma vzťahy živých bytostí medzi sebou as prostredím, v ktorom žijú. Jedným z jeho hlavných záujmov sú zmeny, ktorým ekosystémy prechádzajú z činností vykonávaných ľuďmi.
V tomto zmysle sa ekológia už niekoľko rokov spája s politickými a sociálnymi hnutiami, ktoré na celom svete bojujú za ochranu životného prostredia a starostlivosť oň.
Cieľom jeho akcií je ochrana a regenerácia prírodných zdrojov, ochrana voľne žijúcich živočíchov a rastlín a zníženie úrovne znečistenia spôsobeného ľuďmi.
V tomto rámci sa environmentálna biotechnológia okrem iných problémov snaží nájsť riešenie úbytku biodiverzity, zmeny klímy, dostupnosti nových obnoviteľných zdrojov energie a riedenia ozónovej vrstvy.
aplikácia
V poľnohospodárstve umožňuje environmentálna biotechnológia vyrábať potraviny s väčším počtom vitamínov, minerálov a bielkovín a rastliny, ktoré sú odolnejšie voči útokom hmyzu. Zdroj: pixabay.com
Hlavnými použitiami environmentálnej biotechnológie sú spôsoby súvisiace s bioremediáciou, čistením odpadových vôd, biodegradáciou materiálov a agrobiotechnológiou.
Bioremediation
Tento výraz sa vzťahuje na použitie mikroorganizmov na ošetrenie látky alebo na obnovenie environmentálnych podmienok ovplyvnených kontamináciou.
Napríklad niektoré baktérie, huby a geneticky upravené rastliny majú schopnosť absorbovať a degradovať toxické prvky z pôdy, vody alebo vzduchu.
Jedným z najznámejších prípadov je genetická modifikácia baktérie Deinococcus radiodurans, ktorá má veľkú schopnosť odolávať žiareniu, takže absorbuje ortuťové ióny a toluén prítomný v jadrovom odpade.
Niektoré huby majú vysokú toleranciu voči koncentrácii olova a používajú sa na čistenie pôdy kontaminovanej týmto ťažkým kovom.
Čistenie odpadových vôd
Environmentálnu biotechnológiu možno tiež použiť na odstránenie fyzikálnych, chemických a biologických znečisťujúcich látok z ľudskej odpadovej vody.
Použitím vodných rastlín, mikrorias a biodegradačných procesov je možné odpad čistiť a zvyšovať jeho kvalitu.
Agrobiotechnology
V poľnohospodárstve environmentálna biotechnológia využíva živé organizmy alebo mikroorganizmy na zlepšenie stavu plodín a zvýšenie produkcie.
Umožňuje napríklad vytvárať potraviny s väčším počtom vitamínov, minerálov a bielkovín a rastliny, ktoré sú odolnejšie voči útokom hmyzu, bez toho, aby bolo potrebné používať chemikálie, ktoré poškodzujú životné prostredie.
Okrem toho umožňuje opätovné použitie zvyškov alebo odpadov z poľnohospodárstva pri výrobe energie a biopalív.
Biodegradácia materiálov
Environmentálna biotechnológia tiež umožňuje vývoj biologicky rozložiteľných materiálov, ktoré sa prirodzene rozkladajú pôsobením biologických činiteľov, ako sú zvieratá, huby a baktérie.
K degradácii týchto prvkov môže dôjsť dvoma spôsobmi: prostredníctvom organizmov, ktoré potrebujú k životu kyslík (aeróbna degradácia) alebo prostredníctvom organizmov, ktoré pri svojom metabolizme nevyžadujú kyslík (anaeróbna degradácia).
Tento typ procesu pomáha minimalizovať úroveň odpadu a zabraňuje trvalému znečisťovaniu životného prostredia.
Na druhej strane, ďalšie možné aplikácie environmentálnej biotechnológie sú tie, ktoré sa okrem iného týkajú úpravy pevného odpadu a plynov, bioenergie a biominingu, kontroly škodcov a chorôb a biogeochemických cyklov.
Referencie
- Castillo Rodríguez, Francisco (2005). Environmentálna biotechnológia. Redakčný Tebar. Madrid. Španielsko.
- Bécares, E. (2014). Environmentálna biotechnológia, Popelka z biotechnológie? AmbioSciences. Časopis vedeckého šírenia vydávaný Fakultou biologických a environmentálnych vied Univerzity León.
- ISEB. Medzinárodná spoločnosť pre environmentálnu biotechnológiu. K dispozícii na adrese: inecol.edu.mx
- Blanch, Anicet. Environmentálna biotechnológia. Biotechnologické aplikácie pri zlepšovaní životného prostredia. Univerzita v Barcelone.
- Rittmann, BE (2006). Mikrobiálna ekológia na riadenie procesov v environmentálnej biotechnológii. Trends Biotechnol.
- Environmental Biotechnology, Wikipedia. K dispozícii na: Wikipedia.org