من انا

صورتي
الرياض, Saudi Arabia
مسلم، وأناأحوج ما أكون إلى معرفة نفسي

الثلاثاء، 31 يناير، 2012

المعالجة الحيوية للمتفجرات



  يعتبر تلوث التربة والمياه بالمواد المتفجرة -

والتي تتكون كمخلفات من الأسلحة والصناعات الدفاعية أحد المشكلات البيئية العالمية.

وتستخدم المتفجرات بشكل واسع وأساسي في صناعة الأسلحة التقليدية واستكشاف النفط ومحركات الصواريخ وغيرها من المنتجات العسكرية . وهي بالتالي تتسبب في تلويث التربة (وبالتالي المياه الجوفية) والمياه مباشرة" من خلال عمليات التصنيع والمناورات الحية, وقد عرف عن هذه المواد أنها تسبب تلف في الكبد وفقر دم في الإنسان , إضافة" إلى التأثيرات العصبية التي قد تؤدي إلى تشنجات , كذلك فهي ضارّه للجرذان والفئران والأسماك والحياة البحرية , كما إنها تثبط نمو العديد من الفطريات والخمائر والبكتيريا الموجبة لجرام. وقد ذكر أن التعرض لمادة TNT يسبب في الأنسجة المنتجة للدم  Pancytopenia أي نقص ذاتي في كل من خلايا الدم البيضاء والحمراء في الإنسان والثدييات (Urbanski 1984; Akhavan 1998).

ولقد كان الحرق والتحول إلى رماد الوسيلة الوحيدة المتاحة لمعالجة التربة الملوثة بالمركبات سريعة الانفجار , إلا إنها مكلفة حتى لو أجريت على مواقع محددة               Brudsall, and Eslyn . (1974).

وقد تم تطوير ودراسة التحلل الحيوي لتقليل تركيز هذه الملوثات والتخلص منها  فمثلا في الولايات المتحدة في نشاط تموين الجيش في أماتيلا قرب هيرميستون تم تنظيف حوالي 5000 ياردة مكعبة من التربة باستخدام طريقة التحلل الحيوي بنجاح وحوالي   70 ٪من التحاليل أظهرت تراكيز لا يمكن اعتبارها من المادتين TNT, RDX وقدر أنه تم توفير أكثر من 2.6 مليون دولار باستخدام التحلل الحيوي (Emery, DD and Faessler, PC 1997) .

 وتم تقييم بعض المواد العضوية النيتروجينية (المركب الأساسي في المتفجرات) على أنها من المواد السامة جدا" والمسببة للسرطان , ويتعرض الإنسان لهذه المواد من خلال التعامل معها في المصانع أو من خلال التلوث البيئي في المناطق العسكرية أو مناطق التدريب   والمناورات (Bruns-Nagel et al. 1999,Talmage et al. 1999) .

وتشير البحوث الى أن بعض الفطريات تعتبر من أنجح الكائنات الحية الدقيقة المستخدمة في التحول الميكروبي لهذه المواد السامة حيث لها القدرة على معدنة TNT, RDX في فترة 30 يوما"من التحضين في البيئات السائلة المحتوية على تراكيز ضئيلة من هذه المواد وغيرها من المواد المتفجرة وتحويلها حيويا" إلى مشتقات أقل سمية أو غير سامة                           (Stamets, P. 1998. "Earth's Natural Internet." Whole Earth Magazine, Fall 1999.).

ونظرا" لما تسببه هذه المركبات المتفجرة والسامة من تلوث للتربة والمياه السطحية والجوفية فانه يلزم تعريف بعض الفطريات المعزولة من ترب من مواقع عسكرية  يتم تداول هذه المواد فيها (مركز متفجرات مدينة تدريب الأمن العام شرق منطقة الرياض)  ,



































التمثيل الغذائي للمتفجرات






التمثيل الغذائي لمركبات المتفجرات النيتروجينية بواسطة ميكروبات التربة



  الدراسات السابقة

يرتبط التلوث البيئي بمركبات النيتريت بالمواد الكيميائية الصناعية مثل المتفجرات النيتروجينية Nitro-explosives والأصباغ ومركبات البولي يوريثان، ومبيدات الأعشاب ومبيدات الحشرات والمذيبات وغيرها. تستخدم المتفجرات النيتروجينية أساسا لأغراض عسكرية، في الأسلحة النووية، وأجهزة الاشعال، والمناجم، وكمادة صلبة مدعمة لصواريخ تعمل بالوقود. تعتبر المتفجرات النيتروجينية الأكثر شيوعا هي (تي ان تي)، (أر دي اكس) و(هـ م اكس). لأن هذه المركبات الكيميائية ضرورية للأمن والدفاع في أي دولة، فلا يمكن وقف إنتاجها.

وتعتبر هذه المركبات سامة للكائنات الحية بما فيها البشر. فيمكن ان تسبب الميتهيموجلوبينميا في البشر وتضر الكبد والجهاز العصبي المركزي في الجرذان والفئران والارانب. هناك مجموعة متنوعة من الأنواع الفطرية والمعروف أنها تمتلك أنظمة انزيمية تحلل المركبات الغريبة Xenobiotic بما في ذلك المتفجرات النيتروجينية.

بعض السلالات البكتيرية والخمائر تحلل المواد الغريبة مثل الفينول والنيتروفينول (Dimkov and Topalova, 1993). سلالة الخميرة المتحملة للحرارة Kluyveromyces marxianus IMP-3 تحلل كلا من الـ iminodiacetate وnitrilotriacetate  (Ternan and McMullan, 2002). تحلل الـ Dinitrobenzene (DNB) والمياه العادمة الناتجة خلال انتاجه بواسطة الخميرة Candida pulcherima  قد تم ايضاحة (Dey et al., 1986). هناك عزلة خميرة بحرية عزل من  Yarrowia قد حولت الـ (تي ان تي) (Jain et al., 2004).

وغيرها من البكتيريا البحرية قد تغذت خلال عملياتها الأيضية على مركبات nitramines الحلقية بما في ذلك (هـ المتفجرات النيتروجينية اكس) (Zhao et al., 2007). فطر Phenarochaete chrysosporium (Fournier et al., 2004) وغيرها من أنواع الفطريات من اكريموليم، البنسليوم، رودوتورولا، وبولليرا يمكن أن تحلل الـ هـ م اكس (Bhatt et al., 2006). بعض الأعمال قد نفذت على تحلل الـ هـ م اكس تحت الظروف اللاهوائية. (تي ان بي) و (ر د اكس)، و هـ م اكس يتم أيضهم بواسطة مجموعة بكتيرية لاهوائية حيث استخدمت البكتيريا هذه المتفجرات كمصدر وحيد للنيتروجين (Bhushan et al., 2004; Boopathy et al., 1998; Hawari et al., 2001). تعتبر الفطريات محللات طبيعية والتي قد تساعد في المعالجة البيولوجية لمادة تي ان تي و ر د اكس. قد اجريت تجربة تبحث في سلالة الخميرة Yarrowia lipolytica لمعرفة مدى فعاليتها في تححل الـ تي ان تي، وما هي المركبات التي نتجت بعد ذلك (Ziganshin, 2007). اظهرت التجربة ان بعد تعرض الخميرة لمادة تي ان تي، كان هناك تأخير للمرحلة الأولية لنمو الخميرةlag phase ، ولكن كثافة الخميرة في النهاية طابقة كثافة الخلية من الخميرة الغير معرضة للـ تي ن تي. يعتبر Y.lipolytica مرشحا جيدا لعمليات المعالجة البيولوجية بسبب أن له القدرة على إختزال النيتريت وتكسير المواد العطرية (Ziganshin, 2007).

وهناك تجربة مماثلة أجريت مع نوع من الفطريات المختلفة في محاولة للنظر في التعبير عن الجينات التي يعتقد أنها مسؤولة في المعالجة البيولوجية للمادة تي ان تي (Cheong, 2006).


ليست هناك تعليقات: