<!--[if !mso]> <style> v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} </style> <![endif]-->
<!--<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;} </style> <![endif]--><!--<!--
المعالجة البيولوجية لمصرف بحر البقر وما لذلك من أثار مباشرة على الثروة السمكية فى بحيرة المنزلة
فى السنوات العشرون الأخيرة زاد معدل التلوث بدرجة كبيرة جدا وفى المدن الصناعية الكبرى بالذات يوجد العديد من الأنهار والبحيرات أصبحت بمعزل عن الحياة بسبب التلوث وواحدة من تلك البحيرات هى بحيرة المنزلة والتى تعتبر من أكثر بحيراتنا تلوثا, عندما نتحدث عن مصادر تلوثيها فاننا نعنى هنا بالأخص واحدا من أخطر وأكثر المصارف تلويثا , وهو مصرف بحر البقر حيث يلقى يوميا حوالى2 مليون م3 من الصرف الصحى والصناعى والزراعى.
د.حسين الشافعى
الكائنات الدقيقة :
تلعب الكائنات الحية الدقيقة دورا في تحولات الميثان والكبريت والفسفور والنترات، فبكتريا الميثان تنتج غاز الميثان في الظروف الهوائية واللاهوائية, وبكتريا التعفن تنتج الأمونيا التي تتأكسد إلى نترات، والتي تشكل ما يعرف باخضرار الماء، وتظهر على شكل طبقة خضراء من الأعشاب على سطح خزانات المياه والبحيرات وشواطئ البحار, وأكثر ما تكون في المياه الراكدة، وتسبب في إعاقة تسرب الأوكسجين إلى الماء، وكذا زيادة الأعشاب الخضراء إلى مرض زرقة العيون لدى الأطفال.
ونحن الأن بصدد تقديم تصور مقترح للمعالجة البيولوجية لهذا المصرف, وطالما طرحت عبارة المعالجة البيولوجية فسوف نفكر مباشرة فى الكائنات الحية الدقيقة وما لها من دور حيوى وفعال فى القضاء على التلوث .
أهمية الكائنات الدقيقة:
تعتبر الكائنات الدقيقة عديمة النواة والتى وجدت منذ حوالى 2,7مليار سنه فى أول بداية الخليقة وتتواجد هذه الكائنات فى كل بقاع الأرض والجزء الأكبر منهذه الكائنات تم عزلها بدون سبب علمى على أنها بكتيريا ذات صفات وخواص مختلفة. منها البكتيريا الناجة من عيون البراكين وتتحمل درجات حرارة تصل الى أكثر من 100مئوية كما انها تتواجد فى مناطق جليدية تصل بها درجة الحرارة الى – 60درجة تحت الصفر , وهذه الصفات التى تتميز بها هذه الكائنات هى التى تساعد على انتشار البكتلريا هذا النتشار الكبير , بالأضافة الى مميزات أخرى منها حجمها الصغير جدا وسرعة تكاثرها وميكانيكية التبادل الوراثى العالى على مستوى الحمض النووى DNA. وعن طريق البلاسميدى والتراسبوسون وايضا على مستوىة الكروموسومات.
ويجب فهم كيقية حياة هذه الكائنات لفهم الجزء الأكبر من دورها فى الطبيعة فالكائنات الدقيقة( بكتيريا وطحالب وفطريات ) يكون اساس عملها هو التحكم والسيطرة بين كائنين مختلفين والبيئة التى يعيشون فيها . والجزء الأكبر من الخواص الطبيعية والكيميائية للبيئة مثل (تركيز الأكسجين- الأس الهيدروجينىPH- قوة التأكسد بين الأنواع- وتحول ا لطاقة والتحلل.... والعديد من اتغيرات الكيميائية التى تحدث فى البيئة).
والهدف من ذلك هو فهم أهمية دور هذه الكائنات فى التحكم والسيطرة الذى تقوم به فى البيئة من أحداث
توازن فى البيئة لتقليل التلوث الناتج من بعض المواد وبعض الكائنات الأخرى. حيث تعمل على احداث توازن بين المواد وبعضها والبيئة مثل البيئة المبيدات.
معالجة التلوث بالمعادن الثقيلة:
تبادل الطاقة بين الكائنات الدقيقة والمعادن الثقيلة:
ان الكائنات الدقيقة منذ ظهورها على سطح الأرض وهى لها القدرة على الحياة مع تركيزات مرتفعة من المعادن المنتشرة فى الطبيعة والتى تعرف بالمعادن الأساسية مثل الحديد والمنجنيز والكالسيوم والبوتاسيوم وغيرها... وليست كل المعادن تكون اساسية اوضرورية لأن البعض منها يكون سام بدرجة كبيرة جدا وله تأتير عكسى على العناصر الأسياسية ودرجة أستفادة الجسم منها ( الزئبق- الرصاص – الكادميوم –الفضة...), وقبل ان ينتشر استخدام هذه العناصر فى الصناعة كانت موجودة بنسب قليلة مترسبة , ولكن اليوم بعد التطور الصناعى الحادث وكثرة استخدام هذه المواد وبالتالى زاد تركيزها فى البيئة وزاد معه اضرارها على الأنسان والحيوان , ومازالت النسبة فى تزايد لبعض هذه المواد السامة فى البيئة .وبعض هذه المواد لا تتحلل مع الزمن بل وتتحول الى مواد اشد خطورة وأكثر فتكا باليئة من المادة الأم مثل مبيدات الDDTالتى تتحول مع الزمن الى مشتقات DDE&DDD, والتى تبقى فى التربة لمدة سنوات قد تتجاوز الستون عاما . وما زال يتم أكتشاف خواص جديدة كل يوم لهذه المركبات.
تبادل المنفعة بين الكائنات الدقيقة والمعادن الثقيلة:
بعض المعادن مثل الزنك والمولبيديوم والماغنيسيوم والحديد تكون فى غاية الأهمية بالنسبة للتلوث لأن لكل منهم وظيفة داخل الخلية فعلى سبيل المثال المنجنيز الثنائى Mg2+ يعتبر من أكثر المعادن انتشارا فى سيتوبلازم الخلية البكتيرية وله وظيفة ثانية بالنسبة لليبوسومات.
ايضا يقوم بدور حيوى ومهم كحاجز اصم فى الغشاء الخلوى للخلية لمنع دخول اية كاتيونات أخرى . ويعمل كذلك على تنشيط انزيمات كثيرة مثل انزيم السفودوليز, والفسفو ترتسفيرازى) وكذلك هو عنصر مهم فى بعض الخمائر الهامة بالنسبة للأنقسام الخلوى.
ويعتبر كلا من المولبيديومMo والكوبلت Co عنصرا اساسية بالنسبة لعملية التحول لمجاميع البكتيريا المتخصصة على سبيل المثالMo2+ عنصر اساسى لتثبيت النيتروجين (لأزوت)..فى حين ان الكالسيوم ضرورى فى عملية انتاج الميثان البكتيرى وكذلك الحديد يعتبرهام ضرورى لأكسدة الكبريت الى املاح كبريتات الحديدوز والحديديك. وهناك حالات اخرى تربط المعادن بالكائنات الدقيقة كما فى ( الثيوباسيلاس فيرو اكسيديز). وهناك اختلاف كبير ما بين ما تقوم به
البكتيريا الهوائية واللا هوائية.
التبادل الدفاعى:
المعادن السامة مثل الزئبق – الرصاص- الكادميوم- النيكل ... تعتبر مصادر سامة جدا بالنسبة لبعض الكائنات الدقيقة , ومعادن أخرى مثل (الزنك- النحاس- المولبينيوم) تعتبر معادن أساسية لبعض انواع من هذه الكائنات وسامة لأنواع أخرى.
مقاومة التسسم:
ولمقاومة التسمم تقوم هذه الكائنات بتطوير نفسها وعمل بعض العوامل الميكانيكية للحد من سمية هذه المواد مثل القيام بعملية التحويل للمادة السامة لحعلها فى صورة غير سامة, وذلك بالقيام بأكسدة هذه المواد وتحويلها من الصورة الأيونية السامة M2+ وتحويلها الى مادة أخرى أقل ضررا بعل التفاعلات الكيميائية والمواد الت تنتجها , أو بانتاج نوع معين من الأنزيمات المتخصصة للحد من ضرروسمية هذه المواد.
هذا بالاضافة الى ان خلايا البكتيريا تكون محاطة بغشاء يمنع نفاذ المواد الغريبة الضارة فى حين يسمح بنفاذ المواد الضروية لحياة الخلية, ولكن هذه المواد السامة تدخل جسم الخلية فى صورة غير متعارف عليها وتترسب وتتراكم بداخلها, ويمكن ان تترسب هذه المواد داخل الخلية فى صورة متعارف عليها بعد ان تستطيع النفاذ من الأغشية الخارجية اذا تواجدت بتركيزات مرتفعة فى البيئة.
معالجة التلوث بالمبيدات:
التبادل بين المبيدات العضوية والكائنات الحية الدقيقة
من أكثر المبيدات المعروفة لمقاومة الأفات والحشرات والتى يبلغ عددها209 مبيد , حوالى الثلث منها شديد الضرر بالبيئة مثل DDT ,ومشتقاته – التكوسفين- مركبات الكلور العضوية – مركبات الفوسفور العضوية.
حيث ان كل هذه المبيدات العضوية الحشرية عادة تتكون من مركبات كيميائية بالاضافة للعناصر الثقيلة مثل الزئبق الزربيخ والرصاص مما يكون لها من أثار ضارة بالنسبة للكائنات الحية وفى نفس الوقت الأنسان.
ولكن تم استخدامها لمقاومة أمراض ضارة بالانسان والحيوان.
ولو نظرنا للمبيدات العضوية الحشرية نجد انها اكثر سمية بالنسبة للحشرات او فى نفس الوقت تكون سامة لكائنات أخرى. وهذه المركبات الكيميائية يمكن أن تضر مجموعة كبيرة من االكائنات النافعة والضارة كل على حسب مقاومته.
من كل هذه العوامل تأتى أهمية الفزع والقلق من المبيدات وتأتيرها على الكائنات الدقيقة النافعة الموجودة فى البيئة, والتى تعمل على أحداث التوازن البيئى وتبادل الطاقة بينها وبين كائنات اخرى لتكتمل السلسلة الغذائية لأن هذه الكائنات الدقيقة هى اساس وقاعدة السلسلة.
وتستخدم هذه المركبات فى التربة او فى البيئات المائية فى شكل رزاز أو اى صورة صلبة بودرة أو بالرش على الأسطح ومن المعروف أن هذه المركبات بعضها لايذوب فى الماء وغير قابلة للتحلل مما يعنى تراكمها وتواجدها فى التربة والمياة لسنوات طويلة, بالأضافة الى انها مركبات محبة للدهون فتترسب فى الأسماك الدهنية مثل الحنشان والقراميط بدرجة كبيرة. مركبات الكلور الفينولية (PCBs)(بى سى بى اس) مركبات خطيرة على البيئة و الانسان, وهذه الخطورة ترجع الى انها محبة للدهون ومقاومة للتحلل مما يسمح لها بالتراكم داخل الانسجة الدهنية للكائنات الحية, ومن بينها الانسان.
تراكم المبيدات العضوية فى الكائنات الحية:
يعتمد تراكم المبيدات فى الكائنات الحية على حسب صورتها الموجودة فى البيئة . وتختلف نسبة التراكم داخل الكائنات على حسب نوع الكائن, ولم يعرف السبب حتى اليوم فى ذلك فمثلا بعض الكائنات يتراكم فيها المبيد عندما يكون موجود بتركيزات عالية, وبعض الطحالب بعد ابعة ساعات من التحضين يتراكم بداخلها حوالى من 60- 83% من مادة DDT, و75%من مادة الديالدرين , وانواع اخرى من البكتيريا يتراكم فيها 100% من DDT, و90% من اليالدرين كذلك الخمائر تتراكم فيه هذه المبيدات العضوية بنسبة عالية تتراوح من94-97%من DDT.
مكانيكية التراكم داخل الكائن الحى:
تراكم المبيدات العضوية داخل الكائن الحى يتم بسرعة كبير جدا تصل فى بعض الأحيان الى عدة دقائق يتم التراكم بأعلى تركيز ويختلف من كائن الى أخر.. فالبكتيريا ها مثا مهارة غير عادية فى ترلكم الامبيدات بداخله وبسرعة على سبيل المثال( باسيلاس, ايرو باكتر اوكسيجنيز ) يلزمهم فقط 30 ثانية لتتراكم فيهم 80-90 من الDDT فى حين ان بعض الطحالب يلزمها من 1-3 ساعات ليتراكم بداخلهم ال DDT باعلى تركيز. وتتوقف سرعة التراكم على عدد الخلايا فى المليلتر فى بيئة المزرعة وأيضا على مساحة السطح للكائن.
ووجد أيضا ان بعض الأنواع من البكتيريا تمتص المبيدات وتتراكم بداخلها وهى ميتة أعلى بدرجة كبيرة من الكائنات الحية مثل ( ايرو باكتر ايرو جنيز).
وحتى اليوم لايعرف كيف يتم تراكم المبيد العضوى داخل الخلية, وكل ما يعرف ان هذه المواد السامة تنفذ داخل الخلية من خلال الأغشية الخارجية الى اداخل ولكن ميكانبكية التراكم نفسه لاتعرف.
التحول الغذائى:
تلعب الكائنات الدقيقة دورا هاما فى عملية تحول المبيدات العضوية الكلورية , وزيادة مقاومة وعدد المبيدات فى التربة او المياة يقلل من دور الكائنات فى عملية التحول. فمثلا الكائنات الحية الدقيقة( خلايا البكتبريا) تحلل المبيدات العضوية والسامة عن طريق الأكسدة أو عن طريق التغيير فى الجزيئات والذرات مثل تحول DDT الى DDD.
أستغلال الكائنات الحية فى البيئة:
تستغل الكائنات الدقيقة الحية لأحداث توازن طبيعى فى البيئة, ويحب توافرها فى البيئة للعمل على حدوث التلوث الطبيعى وتوازن بحيث لاتزيد عن حد معين . حيث يتم استغلال هذه الكائنات فى التخلص من بعض المشاكل التى تحدثها الأمطار الحمضية , والتحلل الخاص بالمواد البلاستيكية ومخلفات الصرف الصحى ومخلفات المصانع.
الأنكسار البيولوجى للفوسفات:
وجود الفوسفات وكذلك بقية العناصر المغذية فى البيئة بنسب عالية يعمل على تلوث البيئة وللسيطرة على هذه العناصر فى البيئة يكون من العوامل الهامة التى يجب التحكم فيها حتى لا ئؤدى الى حدوث تلوث للبيئة وحيث انه يوجد بعض الأنواع من البكتيريا يتراكم بداخلها الفو سفات سواء فى الظروف الهوائية او اللاهوائية فى صورةPolyphosphate الفوسفات المتعدد فى حالة فى حالة حدوث اى ضغط Stress لاهوائى او حدوث توازن فى درجة الPH داخل الخلية.
ويمكن استخدام ذلك فى محطات التنقية للتخلص من الفوسفات والمخلفات العضوية بوضع الخلايا اللاهوائية ثم فى النهاية يتم وضعها فى الصورة الهوائية لتكون داخل الخلايا أيونات كلية من الفوسفات P3O4 حيث يكون صافى التنقية اكبر من 90% من العناصر المغذية.
ويمكن استخدام هذا النوع من التنقية البيولوجية بجانب التنقيةمن الكيميائي والفيزيائى فى تنقية مخلفات الصرف.
التحلل الحيوى للبلاستيك:
سببت المواد البلاستيكية اضرارا وصلت الى موت بعض الكائنات المائية نتيجة لصعوبة عمليات التنفس او نتيجة تراكمها داخ جسم الكائنات المائية( خاصة داخل الجهاز الهضمى).
وظاهرة احتراق المواد البلاستيكية تكون شديدة الضرر على البيئة وذلك تطاير جزيئاتة فى الجو وهى شديدة السمية , ويمكن التغلب على مشكلة تلوث البيئة بالمواد البلاستيكية باستخدام الكائنات الدقيقة حيث انها يمكن انتحلل هذه المواد ببطء شديد مثل البكتيريا( اكنتوباكتر كلوكووكيتكيس) والتى لها القدرة على تحلل المواد البلاستيكية خاصة البولى اثيلين عالى الكثافة (HDPE), ووجود املاح وحديد مع العناصر المغذية يمكن ان تكون هامة لعملية الأكسدة للمثيلين النهائى حيث ان يفقد 8,9% من وزنه فى المرحلة الأولى, حيث ان عملية التحلل الحيوى للجزيئات البيولوجية معروفة منذ زمن بعيد مثل عمل الألفا اميليز , والبتا اميليز على النشويات والجليكوجينات و وعمل السليليز على السيليلوز وعمل الببتيديز على البروتين... والذى يقوم بذلك هى انزيمات متخصصة والهدف الحقيقى لعملية التحلل الحيوى المباشر المقصود وبها تكوين جزيئات ى سلسلة متكاملة سهلة من الكربون يربط بينهم روابط أمينية من نوع سترات او فى ظروف خاصة تكون روابط من نوع الأثير.
المعاملة البيولوجية للمخلفات الصناعية:
ويستخدم فى ذلك طحلب (ميكرو الجى) والتى اعداد كبيرة منها لها القدلرة على ربط الأيونات المعدنية التى تمثل جزء من الخلية الميكروبية.
الكلوريلا فاجلريس طحلب اخضر منتشر له استحكمات خلوية مع قدرة كبيرة على امتصاص المعادن وهذه الاستحكمات الخلوية تحتوى على سكريات – جلوكوز أمين بروتين- احماض وهذه الجزيئات توفر اماكن نشطة ذات قوة ارتباط على مجاميع ( كربوكسيلك- كربو نيلك- ايدروسيلك- امينك- اميديك- فوسفوتديك- اثيرك)
والقدرة على الأختصاص والأختيار لهذه المجاميع فى ترك الكاتوينات يمكن ان تكون مع درجة PH مثلى او اضافة كاتيونات كاية بتجربته فى عمود يحتوى على طحالب متحركة.
هناك انواع اخرى من المعاملة عن طريق استخدام كائنات دقيقة بغرض التخلص من المعادن الموجودة فى الصرف الصحى , وهذه الكائنات الحية الدقيقة تتبع نظم المقدرة على انتقال الطاقة وذلك يتوق على تراكم المعادن فى الخلايا الداخلية لعناصر اساسية, على سبيل المثال الزنك- المولبيدنيوم- المغنيسيوم وفى حلات اخرى الانواع الكيميائية من المعادن يمكن ان تكون متحوله بفعل الانزيمات وهذا مايحدث داخل الخلية وتشمل على ميكانيزم المقاومة للمعادن مثل الأكسدة وانتاج انزيمات , على سبيل المثال طحلب ( سيانيديوم) يلقى حبيبات كريستلية من كبريات النيكل فى المسافة الخالية من الخلية والتى يمكن استخدامها فى معاملة الصرف الصحى الناتج من اماكن استخراج المعادن.
ايضا بكتيريا باسديو مونس بها القدرة على مقاومة الزئبق حيث انها تحلل الزئبق الموجود فى صورة عضوية او غير عضوية ويتم استخدامهم فى تنقية مياة الصرف الصحى.
معالجة تلوث المياة بالمواد البترولية:
يعتبر البترول الملوث الأساسي للبيئة البحرية نتيجة لعمليات التنقيب واستخراج البترول والغاز الطبيعي أو مصبات تعبئة أو نقل هذه المنتجات في المناطق البحرية أو المحاذية لها، كما أن حوادث ناقلات البترول العملاقة قد تؤدي إلى تلوث المسطحات المائية بالإضافة إلى ما يسمى بمياه التوازن والتي تقوم ناقلات البترول بضخ مياه البحر في صهاريجها لكي تقوم هذه المياه بعملية توازن الناقلة حتى تأتي إلى مصدر شحن البترول فتقوم بتفريغ هذه المياه الملوثة في البحر مما يؤدي إلى تلوثها بمواد هيدروكربونية أو كيميائية ويكون لهذا النوع من التلوث آثار بيئية ضارة وقاتلة لمكونات النظام البيئي حيث تقضي على الكائنات النباتية والحيوانية وتؤثر بشكل واضح على السلسلة الغذائية كما أن هذه الملوثات خصوصاً العضوية منها تعمل على استهلاك جزء كبير من الأكسجين الذائب في الماء كما أن البقع الزيتية الطافية على سطح الماء تعيق دخول الأكسجين وأشعة الشمس والتي تعتبر ضرورية للعمليات الحية التي تقوم بها الكائنات الحية, ونظراً لانتشار ظاهرة التلوث وتنوع طبيعتها ومصادرها وأسبابها من مكان إلى آخر فقد أطلق العلماء على هذا العصر اسم عصر التلوث البيئي.
يعتبر التلوث البترول أشد أنواع التلوث خطورة على البيئة البحرية، لأنه يتعدى البيئة البحرية ليصل إلى الهواء واليابسة، حيث أن البخار يتصاعد نتيجة أشعة الشمس، وتتساقط الأبخرة بصورة مطر إلى الأرض.
إن تلوث الماء بالمركبات البترولية يؤثر على الخواص الهيدرولوجية للماء من جهة، وعلى الخواص الحيوية من جهة أخرى(يؤدي ذلك إلى خلل في مياه البحر والعلاقات البيئية فيه، وبالتالي يؤدي في المستقبل إلى تخريب الإنتاجية الحيوية للمحيط العالمي، حيث تتراكم المركبات البترولية على امتداد السلسلة الغذائية من حيث تجمعها في بعض أنسجة الكثير من الكائنات البحرية المختلفة ووصولها للإنسان المستهلك النهائي).
مصادر التلوث بالمشتقات البترولية:
تعتبر الهيدروكربونات المكون الأساسي في تكوين البترول و مصادر التلوث البحري بالهيدروكربونات عديدة و من أهمها :
أولاً. النشاط البشري: يشمل على:
1-تسرب البترول: تتسرب كميات لاحصر لها من البترول عبر ناقلات البترول وخطوط أنابيب نقل البترول كل عام.
2-حرق النفايات البترول في البحر أثناء عملية التحميل عند مصبات البترول.
3-انسكاب الوقود من السفن أثناء الابحار و تحميل البضائع دون اتخاذ تدابير كافية للرقابة.
4- احتمالات انفجار آبار البترول والذي لايمكن السيطرة عليه إلا بعد تسرب كميات هائلة من البترول.
5-عمليات التنظيف الدوري لناقلات البترول وإزالة الترسبات فيها حيث تتم هذه العملية على البحر مباشرة وترمى النفايات فيه.
6- تسرب البترول من موانئ تحميل وتفريغ النفط الخام وكذلك ورشات تصليح السفن في الموانئ.
7- المواد البترول والدهنية المقذوفة مع المياه الصناعية من وحدات تكرير البترول والمؤسسات الصناعية المختلفة, كما و يمكن أن تصل مشتقات البترول إلى البحار من خلال وقود السيارات، ومداخل ومصافي البترول ومحطات الوقود, حيث تنتقل عبر الهواء ومياه الصرف الصحي المختلط (منزلي و صناعي) إلى المياه البحرية.
طرائق معالجة التلوث البترولى:
تتعدد طرق معالجة البيئة المائية البترول (طرق ميكانيكية, طرق كيميائية, طرق حيوية) وتعتبر طرق المعالجة الحيوية أقل الطرق ضرراً على البيئة المائية وأقل كلفة إقتصادية.
1. الطرق الميكانيكية: وتتضمن:
1-الحواجز العائمة: تعتمد على استخدام أجهزة خاصة مثل (جرافات, كانسات لحصر بقع الزيت العائمة ومنع انتشارها) وهذه التقنية تستغرق وقت طويل تتعرض من خلالها البقعة البترولية لعوامل عديدة /تيارات بحرية, أمواج, رياح, وعوامل مناخية,... حيث تتشتت وتتحطم بفعل الضوء مما يزيد صعوبة مكافحة البقعة البترولية ميكانيكياً.
2-طريقة إحراق طبقة البترول: بعد حصر طبقة النفط وإضرام النيران فيها. طبعاً هذه الطريقة غير مستحبة الإستخدام بسبب خطورتها على البيئة فهي تلو ث الهواء وتسبب ضرر بالغ لكثير من الكائنات الحية.
3ً-رش مواد ماصة: يتم رش بعض المواد الماصة على البقعة البترولية حتى تشبع بالنفط ثم استعادته منها.
2. الطرق الكيميائية:
تتم برش أنواع من المذيبات والمنظفات والمساحيق ذات الكثافة العالية أوبعض الرمال الناعمة على سطح البقعة البترولية في البحار الملوثة للإلتصاق بها وتحويلها بعد تفتيتها إلى ما يشبه المستحلب فينتشر في الماء ويذوب فيه أويتسرب إلى القاع نتيجة ارتفاع كثافته.
إن إستخدام قدر كبير من المتظفات والمواد الكيميائية يضيف الكثير من التلوث العام إلى قاع البحر مما يسبب إبادة الأحياء البحرية كالأسماك والديدان والقواقع وغيرها, وهذه الطريقة تزيد من تعقيد مشكلة التلوث.
3- الطرق الحيوية:
تعتمد طريقة المعالجة البيولوجية على استخدام أنواع من الأحياء القادرة على إستخلاص أو تفكيك الكثير من الملوثات المتواجدة بالتربة أوبالماء.
إن البكتريا لها القدرة على تفكيك الكثير من الملوثات والمركبات البترولية إلى جزيئات أقل وزناً وتركيباً وخطورة لتسهل عملية ذوبانها في الماء مما يحولها من مواد خطيرة ذات ضرر إلى مواد أقل خطورة وأقل ضرر حيث تعتمد البكتريا على هذه المركبات كمصدر للكربون والطاقة.
ويختلف تأثير البكتريا حسب بنية الفحم الهيدروجيني إذاً المركبات البترولية لا تتحلل بنفس الدرجة فالألكانات النظامية تتفكك بسهولة كبيرة بالمقارنة مع الفحوم الهيدروجينية الأخرى وترتب الفحوم الهيدروجينية حسب سهولة تفككها بالبكتريا كما يلي :
فحوم هيدروجينية عطرية< فحوم هيدروجينية حلقية< ألكانات متفرعة < ألكانات نظامية.
تكون الأحياء الدقيقة قادرة على تفكيك الفحوم الهيدروجينية في الطبقات السطحية أعلى من /10-100/ مرة عنها في الأعماق .
يحفز وصول المركبات البترولية إلى مياه البحر تكاثر الأحياء الدقيقة القادرة على النمو على أوساط من الفحوم الهيدروجينية ونواتج تخربها مما يزيد عددها بشكل كبير في المناطق الملوثة.
عوامل متعددة تؤثر على الأحياء الدقيقة المهاجمه للمركبات البترولية منها /حركة الرياح, حركة الأمواج, التيارات البحرية, الظروف الجوية, التغيرات الفصلية, مصدر البترول, بنية الفحم الهيدروجيني....../.
يعتبر استخدام الأحياء الدقيقة أهم طرق المعالجة في التقانات الحيوية الحديثة كما تعتبر طريقة واعدة باستخدام الأنزيمات والطرق الإستقلابية في الأحياء الدقيقة التي تسلك التفكك الحيوي.
إن استخدام الإستقلاب الميكروبي وفر خيار آمن لمعالجة التلوث بالمركبات النفطية مما يؤكد أهمية الأحياء الدقيقة في الحفاظ على البيوسفير من التلوث وإمكانية التخلص من الملوثات المكدسة في البيئة وبالتالي تعتبر النشاطات الميكروبية الطبيعية نقطة البداية لكل التقانات الحديثة.
يتم عزل الأحياء الدقيقة من معظم البيئات والأوساط المغذية الغنية بشكل مباشر بتنميتها على أوساط تحوي مركبات محددة تقوم بتفكيكها ومعالجتها حيوياً.
يوجد الكثير من الأحياء الدقيقة (بكتريا، خمائر، فطريات, طحالب دقيقة) تستهلك المركبات النفطية كمصدر للكربون والطاقة.
من بعض الأجناس البكتيرية :
PSEUDOMONAS, ACHROMOBALCTER, NOCARIDA, ACINOBACTER, ARTHROBACTER
من الخمائر :
CANDIDA – RHODOTOULA – TROPICALES
من الفطريات :
PENCIELIUM – ASPERGILLUS
يعتمد تنوع هذه المجموعة الميكروبية حالياً على الطرق المعتمدة كالتعديل الوراثى وعزل عدد كبير من السلالات البكتيرية باستخدام الأوساط المغذية النوعية.
تبين أن المجموعة البكتيرية السالبة جرام هي الأكثر انتشاراً وأهمها الأنواع التابعة لأجناس الـ(PSEUDOMONAS- ACINOBACTER................. )
حيث استطاعت السلالات التابعة لهذين الجنسين تفكيك الهيدروكربونات البترولية بنسبة تراوحت من (30- 80%) و ذلك باستخدام تقانات الـ(DNA) المتنوعة مثل الـ(DNA.F.P-.PCR) حيث نقلت المورثات المسؤولة عن تلك الوظيفة الى أنواع وسلالات أخرى مثل( الأشرشي كولاى ا E .coli )والموجودة بدرجة كبيرة بالبحيرة عند مصرف بحر البقر ، كما أن الأنواع الحاوية على البلاسميدات هي الأكثر قدرة على القيام بذلك.
كما وأن أنواع من الـ (P. putida ) مثلاً قادرة على تفكيك مخلفات زيتية مثل الفينول والاتيلين جليسرول بنسبة 85% بالاضافة الى تخفيض نسبة الـ(COD) لأكثر من 75%.
إن الأنزيمات هي من أهم المركبات المسؤولة عن التفاعلات الاستقلابية المختلفة والتي يتأثر نشاطها بالكثير من العوامل الفيزيائية والكيميائية مثل (تركيز الأنزيم, درجة الحرارة, درجة الـpH , الضوء, الرطوبة, المثبطات, المنشطات, الضغط الجوي,......).
إن لتركيب وميكانيكية عمل الأنزيمات دور هام في تفكيك الملوثات البيئية, كما وأنها تستخدم في التكنولوجيا الحديثة ككواشف تحليلية أو دلائل بيئية.
تعتبر الأحياء الدقيقة من المصادر المفضلة للحصول على الأنزيمات بسبب سهولة استخلاصها وفعاليتها التفكيكية وزيادة الإنتاج .
ويعتقد المختصون أن التركيب وميكانيكية الأنزيمات سيكون لها دور مرتقب في تحليل الملوثات البيئية نتيجة للتقدم في هندسة البروتين وتحميل الأنزيمات.
يعتبر نشاط الأنزيمات المفتاح والخطوة الأهم في تفكيك وتحليل المركبات العضوية, وذلك باستخدام الأنزيمات الخارج خلوية (Extra cellular enzymes) وتفكيكها للهيدروكربونات باستخدام مختلف الأحياء الدقيقة بالإضافة لعملية التفكك للمركبات الهيدروكربونية المسببة للتلوث وبالتالي التحكم به.
بينت الدراسات والأبحاث التي أجريت, وجود أنواع متعددة ومختلفة تابعة لأجناس مختلفة من الأحياء الدقيقة قادرة على تفكيك المركبات البترولية باعتبارها مصدر للكربون والطاقة، اعتماداً على أنزيمات (مؤكسدة– مرجعة) يتم بوساطتها تفكيك مختلف المركبات الأروماتية الضارة (بنزين, تولوين, كزايلين, نفتالين, فينول,......) كما أن بعضها يملك جينات متمركزة في البلاسميدات ذات البنية الحلقية من الـ(DNA) والتي تحدد اصطناع مختلف الأنزيمات المستخدمة في تفكيك المركبات البترولية ، فمثلاً: بعض السلالات التابعة لـ(PSEUDOMONAS) تملك أنزيم(Oxygenase) الذي يستطيع في حال وجوده في الخلايا الحية أكسدة ( CO2و CO) الموجودة في مركبات مثل التولوين, دي كلوروفينول اندوفينول وذلك في الظروف اللاهوائية وانتاج مركبات ذات أهمية اقتصادية مثل التولوين, كما يعتبر أنزيم Dioxygenase مفتاح التحلل الحيوي للمركبات البترولية وهو من أهم الأنزيمات التي تقوم بالأكسدة.
كما تم استخدام أنزيمات موجودة عند أحياء دقيقة مختلفة، حيث تم تطبيق تقنية تسمح بنقل البلاسميد الحامل للجينات المسؤولة عن تلك الأنزيمات لأنواع بكتيرية اعتباراً من أنواع تابعة لـ(PSEUDOMONAS).
إن الكثير من الأحياء الدقيقة التابعة لأجناس مختلفة تكون قادرة على تفكيك صف معين فقط من الهيدروكربونات البترولية، وبالتالي تكون فعاليتها في مكافحة التلوث ضعيفة.
إلا أن البترول يحوي مزيج متنوع من الهيدروكربونات، ومن أجل تأمين فعالية عالية لهذه الأحياء الدقيقة قامت مجموعة من الباحثين من جامعة (ILLINOIS) الأمريكية باستخدام التقانات الحيوية بهدف الوصول إلى سلالات معدلة وراثياً في المختبر والقادرة على تحليل مختلف المركبات البترولية ، لهذا الهدف استخدمت أربع سلالات من البكتريا تملك أربعة نماذج من البلاسميدات كما تحوي جينات تحدد اصطناع الأنزيمات التي تدخل في تحليل بعض أنواع المركبات البترولية, ومن خلال إعادة التركيب الوراثي تم الحصول على سلالات رباعية البلاسميدات تحتوي على كل الجينات التي تتدخل في إستقلاب مختلف مكونات البترول وتكون أكثر فعالية من كل سلسلة على حدة.
تنمو هذه البكتريا متعددة البلاسميدات بسرعة في وسط يحوي البترول ووتحلل وبزمن قصير وبشكل كامل كميات كبيرة منه وبناء على ذلك أجازت المحكمة العليا بأمريكا ولأول مرة في �
