عرض مصدر معالجة حيوية

تتمثل '''المعالجة الحيوية''' في الاستفادة من عملية التمثيل (الآيض) [[جراثيم (توضيح)|الجرثومي (البكتيري)]] في التخلص من المواد الملوثة. حيث يمكن تصنيف التقانات المستخدمة إلى أيٍ من تقانة '' [[in situ|في الواقع]] '' أو '' [[ex situ|خارج الواقع]] ''. حيث تتضمن تقانة (''في الواقع'') المستخدمة تحت مسمى المعالجة الحيوية معالجة المواد الملوثة في الموقع الذي توجد به، في حين تتصف تقانة (''خارج الواقع'') المستخدمة كذلك تحت مسمى المعالجة الحيوية بمعالجة الملوثات في أماكنٍ أخرى دون المكان الذي وُجِدَت به. ومن أمثلة تقنيات المعالجة الحيوية كلٌ من [[تنفيس حيوي|التنفيس الحيوي]] {{إنج|bioventing}}، [[زراعة الأراضي]] {{إنج|landfarming}}، [[مفاعل حيوي|المفاعلات الحيوية]]، [[تسميد حيوي|التسميد الحيوي]]، [[ازدياد حيوي|الازدياد الحيوي]]، [[ترشيح جذري|الترشيح الجذري]] {{إنج|rhizofiltration}}، وكذلك [[تحفيز حيوي|التحفيز الحيوي]] {{إنج|biostimulation}}.

وقد تحدث عملية المعالجة الحيوية من تلقاء نفسها (التخفيف أو الهزال الطبيعي، أو المعالجة الحيوية الداخلية الأساسية) أو يتم دعمها وتحفيزها بمساعدة إضافة المخصبات لزيادة الإتاحة الحيوية داخل الوسيط (التحفيز الحيوي). هذا وقد أثبتت بعض صور التقدم الحديثة نجاحاً كبيراً من خلال إضافة سلالات ميكروبية متوافقة للوسيط (المحفز) بهدف زيادة ودعم قدرة الميكروبات القائمة على تكسير الملوثات. كما أن الجراثيم المستخدمة لأداء وظيفة المعالجة الحيوية تُعْرَفُ باسم  المعالجات الحيوية. ([[ازدياد الحيوي|الازدياد الحيوي]]).<ref>http://www.terranovabiosystems.com/science/remediation-resources.html</ref><ref>http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V24-4DVBJ2S-1&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1008717983&_rerunOrigin=scholar.google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=8fded7c6e7043ef8d478fe757de76f02</ref>

إلا أنه على الرغم من ذلك، فلا تقبل جميع الملوثات عملية المعالجة الحيوية باستخدام الجراثيم أو الميكروبات الدقيقة. وعلى سبيل المثال لذلك، [[معدن ثقيل|المعادن الثقيلة]] والتي منها [[كادميوم|الكادميوم]] [[رصاص|الرصاص]]، حيث لا يتم امتصاصهما أو حتى الإمساك بهما من قِبَلِ الكائنات الدقيقة تلك. هذا بالإضافة إلى أشباه المعادن مثل [[زئبق|الزئبق]] المتواجد في [[سلسلة الغذاء]] والذي قد يزيد من تفاقم الأمور سوءً. كما أثبتت [[معالجة نباتية|المعالجة النباتية]] {{إنج|Phytoremediation }} صلاحيتها في مثل تلك الظروف بسبب أن النباتات الطبيعية أو [[أغذية معدلة وراثيا|الأغذية المعدلة وراثياً]] قادرة على [[تراكم حيوي|تراكم]] {{إنج|bioaccumulate}} مثل تلك السموم حيوياً داخل أجزائها البارزة عن سطح الأرض، والتي يتم حصادها بعد ذلك في سبيل التخلص منها.<ref>{{cite journal | author=Meagher, RB | title=Phytoremediation of toxic elemental and organic pollutants | journal=Current Opinion in Plant Biology  | volume=3 | issue=2 | year=2000 | pages=153–162 | pmid=10712958 | doi=10.1016/S1369-5266(99)00054-0}}</ref> وهنا نلاحظ أن مثل تلك الكتل الحيوية التي تم حصادها والمحتوية على تلك المعادن الثقيلة يمكن تركيزها إلى أقصى حدٍ بعد ذلك من خلال عملية [[نفايات صلبة#الحرق والترميد (Incineration)|الحرق والترميد]] أو حتى من خلال إعادة تدويرها مرةً أخرى ليتم استخدامها في مختلف الأغراض الصناعية. 

كما يتطلب تخلص البيئة وتنظيفها من معظم الملوثات والنفايات زيادة تفهمنا للأهمية النسبية للسبل المتنوعة والشبكات التنظيمية ل[[تدفق الكربون]] {{إنج|carbon flux}} في بيئاتٍ بعينها ولمركباتٍ معينةٍ كذلك، بالإضافة إلى أنها ستسرع من تطوير تقنيات وأساليب المعالجة الحيوية وعمليات [[تحول حيوي|التحول الحيوي]] {{إنج|biotransformation }}.<ref name=Diaz>{{cite book | author = Diaz E (editor). | title = Microbial Biodegradation: Genomics and Molecular Biology | edition = 1st | publisher = Caister Academic Press | year = 2008 | url=http://www.horizonpress.com/biod | id = [http://www.horizonpress.com/biod ISBN 978-1-904455-17-2] | isbn = 1904455174}}</ref> 

==مداخل الهندسة الوراثية==
تدور العديد من التوقعات العظيمة حول استخدام [[هندسة وراثية|الهندسة الوراثية]] في إنتاج سلالاتٍ من الكائنات الحية المصممة خصيصاً للقيام بعمليات المعالجة الحيوية.<ref>{{cite journal | author=Lovley, DR | title=Cleaning up with genomics: applying molecular biology to bioremediation | journal=Nature Reviews. Microbiology. | year=2003 | volume=1 | issue=1 | pages=35 – 44 | pmid=15040178 | doi=10.1038/nrmicro731}}</ref> حيث تم تعديل بكتريا '' [[Deinococcusradiodurans]] '' (والتي تتسم بأنها أكثر كائنٍ عضويٍ [[مقامة الإشعاع|مقاومٍ للإشعاع]] {{إنج|Radioresistance}} معروفٍ فيما بيننا) لتتوافق مع وتهضم [[تولوين|التولوين]] [[زئبق|الزئبق]] المؤين والمتواجد في النفايات النووية عالية النشاط الإشعاعي.<ref>{{cite journal | author=Brim H, McFarlan SC, Fredrickson JK, Minton KW, Zhai M, Wackett LP, Daly MJ | title=Engineering Deinococcus radiodurans for metal remediation in radioactive mixed waste environments | journal=Nature Biotechnology | year=2000 | volume=18 | issue=1 | pages=85 – 90 | pmid=10625398 | doi=10.1038/71986}}</ref> 

إلا أن مثل تلك العملية يُساء فهمها على نطاقٍ شائعٍ. فالميكروبات متواجدةٌ بصورةٍ دائمةٍ في أي إطارٍ تتاح فيه، ويتم الإشارة إليها عموماً على أنها "سلالاتٍ بكتيريةٍ طبيعيةٍ". هذا وفي أثناء عمليات المعالجة الحيوية الأخرى (عملية [[تحلل حيوي|التحلل الحيوي]])، يتم إضافة المكملات من المخصبات/ المغذيات للبيئة، في جهودٍ هادفةٍ إلى مضاعفة إمكانية الإنتاج والنمو. إلا أن من المعتقدات الخاطئة أن الميكروبات تنتقل أو تتفرق وتتناثر في بيئةٍ خالصةٍ أصليةٍ. 

==المعالجة الفطرية==
تمثل '''المعالجة الفطرية''' {{إنج| Mycoremediation}} إحدى صور المعالجة الحيوية والتي فيها تُستَخْدَمُ [[فطر|الفطريات]] للتخلص من الملوثات المتواجدة في منطقةٍ ما وتطهيرها منها. وهنا يشير مصطلح '' [[معالجة فطرية|المعالجة الفطرية]] '' إلى استخدام الغزل الفطري أو ما يُسَمَّى المايسيليوم {{إنج|mycelium}} الفطري في عملية المعالجة الحيوية.  

حيث تمثل عملية [[تفكك|التفكك]] أو [[تحلل|التحلل]] أحد الأدوار الرئيسية التي تلعبها [[فطر|الفطريات]] في [[نظام بيئي|المنظومة البيئية]]، والتي تقوم بتنفيذها أفطورة الماسيليوم. حيث تفرز أفطورة المايسيلوم [[بإنزيم|إنزيماتٍ]] و[[حمض|أحماضٍ]] خارج الخلية والتي تفتت وتُكَسِّر [[ليغنين|الليغنين]] [[سليولوز|السليولوز]]، الممثلين لأهم كتلتين بنائيتين أساسيتين في الألياف النباتية. وتعبر تلك المكونات عن مركباتٍ لعضويةٍ والتي تتكون من سلاسلٍ طويلةٍ من [[كربون|الكربون]] [[هيدروجين|الهيدروجين]]، والمتماثلة في تركيبها البنائي مع العديد من الملوثات العضوية. كما يُعَدُ جوهر عملية المعالجة الفطرية في تحديد الأصناف الفطرية الصحيحة والمناسبة لاستهداف ملوثٍ بعينه. مع ملاحظة أن التقارير أفادت الاستفادة من بعض السلالات الفطرية في تحلل [[غاز الأعصاب|غازات الأعصاب]] (في إكس) و[[غاز السارين]]. 

وفي إحدى التجارب التي تم إجرائها، تم تنقيح وتطعيم قطعةٍ من التربة والتي تلوثت بزيت [[ديزل (وقود)|وقود الديزل]] باستخدام أفطورة [[فطر محاري|الفطر المحاري]]، حيث تمثل إحدى طرق المعالجة الحيوية التقليدية (البكتريا) والتي تم استخدامها مع تلك البقعة الملوثة التي خضعت للتجربة. وبعد مرور أربعة أسابيعٍ، اختزلت نسبة العديد من [[هيدروكربون أروماتي متعدد الحلقات|الهيدروكربونات الأروماتية متعددة الحلقات]] (PAH)، لتصبح مكوناتٍ غير سامةٍ في المواقع التي تم تنقيحها بأفطورات المياسليويم. مما ساعد على توضيح أن المجتمع الميكروبي الطبيعي يُشارك الفطريات في نهاية المطاف في تكسير الملوثات في ثاني أكسيد الكربون أو الماء. هذا وتتسم فطريات تحلل الخشب بأنها فعالةٌ بصورةٍ خاصةٍ في تكسير الملوثات الأروماتية (المتمثلة في بعض [[مبيد حشري|المبيدات الحشرية]] الثابتة؛ Battelle, 2000). 

كما يُعَدُ ''' [[ترشيح فطري|الترشيح الفطري]] ''' {{إنج|Mycofiltration}} عمليةً مماثلةً، وذلك من خلال استخدام أفطورة الغزل الفطري (المايسيليوم) في ترشيح النفايات السامة و[[جراثيم (توضيح)|الجراثيم]] من المياه في التربة.

==المزايا==
وهنا نلاحظ ما للمعالجة الحيوية من عددٍ من المزايا المرتبطة بمجالي التكلفة والكفاءة، حيث يمكن توظيفها أو تطبيقها في تلك المناطق التي لا يمكن الوصول إليها بدون عمليات  [[حفر|حفرٍ]]. فعلى سبيل المثال تسربات أو سكب [[هيدروكربون|الهيدروكربونات]] (وبخاصةٍ تسربات [[نفط|النفط]]) أو بعض المحاليل المكلورة قد تلوث [[مياه جوفية|المياه الجوفية]]، إلا أنه مع تقديم تنقيح مستقبل واهب الإلكترون المناسين، كما هو ملائمٌ للموقف، قد يقلل من  [[تركيز|تركيزات]] الملوثات بعد مرور وقتٍ طويلٍ للتأقلم. حيث تتسم تلك العملية بأنها غير مكلفةٍ مقارنةً بعملية الحفر والتنقيب والتي قد يتبعها ضرورة التخلص من تلك الملوثات في مكانٍ آخرٍ، أو تطبيق طريقة [[نفايات صلبة#الحرق والترميد (Incineration)|الترميد (الحرق)]] أو اي طريقةٍ أخرى من طرق المعالجة في الموقع، بالإضافة إلى طريقة المعالجة الحيوية تسمح بتقليص أو التخلص نهائياً من ضرورة الحاجة إلى "الضخ والمعالجة"، والتي تمثل سياسةً شائعةً تُسْتَخْدَمُ في المواقع التي تقوم الهيروكربونات بتلويث المياه الجوفية النظيفة فيها.

==ضبط عملية المعالجة الحيوية==
هذا ويمكن التحكم في عملية المعالجة الحيوية بصورةٍ غير مباشرةٍ من خلال قياس '' احتمالية اختزال التأكسد '' أو [[تفاعلات أكسدة-اختزال|تفاعلات الأكسدة- الاختزال]] في [[تربة|التربة]] أو [[مياه جوفية|المياه الجوفية]]، جميعاُ مع معامل [[آس هيدروجيني|الآس الهيدروجيني]] (pH)، درجة الحرارة، محتوى [[اكسجين|الاكسجين]]، تركيزات واهب / مستقبل الإلكترون، وكذلك تركيز المنتجات المتحللة (مثل [[ثاني أكسيد الكربون]]). ويوضح هذا الجدول معدل التحلل الحيوي (المتناقص) كوظيفةٍ لاحتمالية التأكسد.
{| border = "1"
|----- bgcolor ="red"
! العملية
! التفاعل
! &nbsp;احتمالية التأكسد (E<sub>h</sub> in [[Volt|mV]])&nbsp;
|-----
| [[كائن هوائي|هوائية التنفس]] {{إنج| Aerobic organism}}:
| align = "center" | O<sub>2</sub> + 4e<sup>−</sup> + 4H<sup>+</sup> → 2H<sub>2</sub>O
| align = "center" | 600 ~ 400
|-----
| [[نقص الأوكسجين (بيئي)|لاهوائية]] {{إنج| Hypoxia (environmental)}}: || &nbsp;
&nbsp;
|
|-----
| align = "right" | [[نزع النتروجين]] {{إنج| denitrification}}
| align = "center" | 2NO<sub>3</sub><sup>−</sup> + 10e<sup>−</sup> + 12H<sup>+</sup> → N<sub>2</sub> + 6H<sub>2</sub>O
| align = "center" | 500 ~ 200
|-----
| align = "right" | اختزال &nbsp;&nbsp;[[منغنيز|المنغنيز]]  IV
| align = "center" | &nbsp; MnO<sub>2</sub> + 2e<sup>−</sup> + 4H<sup>+</sup> → Mn<sup>2</sup><sup>+</sup> + 2H<sub>2</sub>O &nbsp; &nbsp;
| align = "center" | 400 ~ 200
|-----
| align = "right" | اختزال [[حديد|الحديد]] III
| align = "center" | Fe(OH)<sub>3</sub> + e<sup>−</sup> + 3H<sup>+</sup> → Fe<sup>2+</sup> + 3H<sub>2</sub>O
| align = "center" | 300 ~ 100
|-----
| align = "right" | اختزال [[كبريتات|الكبريتات]]
| align = "center" | SO<sub>4</sub><sup>2−</sup> + 8e<sup>−</sup> +10 H<sup>+</sup> → H<sub>2</sub>S + 4H<sub>2</sub>O
| align = "center" | 0 ~ −150
|-----
| align = "right" | [[تخمر (كيمياء حيوية)|التخمر]]
| align = "center" | 2CH<sub>2</sub>O → CO<sub>2</sub> + CH<sub>4</sub>
| align = "center" | −150 ~ −220
|}
ولا يوفر هذا الجدول، سواءً أكان مفرداً أو في موقعٍ فرديٍ آخرٍ، سوى كمٍ ضئيلٍ من المعلومات حول عملية [[معالجة|المعالجة]]. 

# من الضروري [[استعيان (إحصاء)|استيعان]] نقاطٍ كافيةٍ (جمع عيناتٍ)عن وحول موقع التلوث، وذلك بهدف التمكن من القدرة على تقرير وتحديد [[خط كنتور|خطوط كنتور]] احتمالية التأكسد المتعادلة. وغالباً ما تتم عملية تحديد خطوط الكنتور بواسطة استخدام [[برمجية حاسوب|برمجيات الحاسوب]] المخصصة لذلك الغرض، والتي منها على سبيل المثال تفسير [[Kriging]].

# حيث لو أظهرت جميع مقاييس احتمالية التأكسد أن مستقبلات الإلكترون تم استخدامها، فهذا يعني أنها بالفعل تُعَدُ مؤشراً على إجمالي النشاط البكتيري. هذا ويُعَدُ التحليل الكيميائي مطلوباً كذلك لتحديد الوقت الذي تم فيه اختزال مستويات الملوثات ومنتجاتها المتحللة إلى ما دون الحدود المشرَّعة.

==انظر أيضاً==
* [[التحلل الحيوي الجرثومي]]
*[[تحلل حيوي|التحلل الحيوي]]
*{{وإو|تر=Biosurfactant|عر=مؤثر سطحي حيوي}}
*[[Folkewall]]
*{{وإو|تر=Living wall|عر=جدار الحياة}}
*[[قائمة مواضيع البيئة]] {{إنج|List of environment topics}}
*[[آلة معيشة]] {{إنج|Living machines}}
*[[التحلل الحيوي الجرثومي]] {{إنج|Microbial biodegradation}}
*[[معالجة فطرية]] {{إنج|Mycoremediation}}
*[[معالجة نباتية]] {{إنج|Phytoremediation}}
*[[زائفة|الزائفة الكريهة]] {{إنج|Pseudomonas putida}} المستخدمة في تحلل بقع النفط
*[[ميكروبكس (شركة)|شركة ميكروبكس الأمريكية]] {{إنج|US Microbics}}

==المصادر==
{{ثبت المراجع}}

==وصلات خارجية==
* [http://www.cluin.org/techfocus/default.focus/sec/Bioremediation%5Fof%5FChlorinated%5FSolvents/cat/Overview/ موقع إلكتروني حول تركيز التقنية على عملية المعالجة الحيوية للمذيبات المكلورة تحت اسضافة برنامج الإبداع التكنولوجي التابع لوكالة حماية البيئة الأمريكية]
* [http://www.mobot.org/jwcross/phytoremediation موقع إلكتروني عن المعالجة النباتية تحت استضافة حديقة نباتات ميسوري]

{{بوابة بيئة}}
{{بوابة|علم الأحياء}}

{{تلوث}}

[[تصنيف:علم الأحياء]]
[[تصنيف:علم الأحياء الدقيقة]]
[[تصنيف:بيئة]]

[[ca:Bioremediació]]
[[cs:Bioremediace]]
[[de:Bioremediation]]
[[en:Bioremediation]]
[[es:Biorremediación]]
[[et:Biotervendus]]
[[fa:زیست پالایی]]
[[fi:Biopuhdistus]]
[[fr:Bioremédiation]]
[[hi:जैवोपचारण]]
[[ht:Byoremedyasyon]]
[[id:Bioremediasi]]
[[is:Lífhreinsun]]
[[it:Biorimediazione]]
[[ja:バイオレメディエーション]]
[[ko:생물적 환경정화]]
[[ms:Biopemulihan]]
[[nl:Bioremediatie]]
[[pl:Bioremediacja]]
[[pt:Biorremediação]]
[[ru:Биоремедиация]]
[[uk:Біоремедіація]]