تاثیر مواد بیولوژیک بر محیط زیست و راهکارهای مقابله با آن

محیط زیست نقش بسزایی در زندگی افراد جامعه دارد و توجه به سلامتی و تلاش در زمینه بهبود بهداشت آن، زدودن مجدد آن از آلودگی های ایجاد شده حائز اهمیت می باشد.

امروزه در جهان بسیاری از مردم به دلایل بلاهای طبیعی ، جنگ و زیر یاخت های ضعیف در محیط های آلوده زندگی می کنند به طور متوسط روزانه 5500 کودک به علت مبتلا شدن امراض ناشی از مصرف آب آلوده و تنفش در هوای آلوده می میرند. تمام تلاشهای محققین این است که به کمک شیوه های نوین و فناوری های جدید بتوانند این مشکلات ر ا کاهش دهند.

یکی از این شیوه ها پالایش زیستی است ، اهمیت این روش با گذشت زمان کوتاهی از ظهور آن کاملاً مشهود می باشد.

امیدواریم با پیشرفت های چشمگیر در این زمینه بخش اعظمی از مشکلات زیستی پیش روی بشر برطرف گردد و در پرتو این دانش بدیع همگان از محیطی پاک و سالم در زندگی بهره مند شوند.

چکیده

ایران یک کشور در حال توسعه می باشد با توجه به پیشرفت در حوزه های صنعتی ، کشاورزی ،... و همچنین  افزایش بی رویه جمعیت محیط زیست در کانون توجه قرار گرفته است.

توجه به پاکیزگی محیط زیست و رفع آلودگی های ایجاد شده یکی از مهم ترین موضوعات روز محسوب می گردد.

با توجه به اینکه ایران در سال های اخیر در حال اوج گیری در زمینه بیوتکنولوژی است عقلانی به نظر می رسد در سمت و سودهی برنامه های کلان محیط زیست در کشور از فناوری مواد بیلوژیک به عنوان یک پشتیبان قوی استفاده گردد.

 مقدمه

محیط زیست یکی از عوامل تأثیرگذار در زندگی بشر تلقی می گردد زیرا انسان در تمام دوران زندگی با محیط پیرامون خود ارتباط تنگاتنگی دارد.

محیط زیست به بخش آب ، هوا ، خاک تقسیم بندی می گردد.

آب که یکی از ضروری ترین عناصر حیات بر روی زمین می باشد و انسان روزانه 2.5-2 لیتر آب می نوشد و (66-58) درصد وزن بدن هر فرد در آب تشکیل می دهد.

تنفس نیز عامل ضروری در زندگی بشر است. بدن انسان برای انجام تمتم فعالیت های خود به اکسیژن نیاز دارد، بدون بهره بردن از هوای پاک زندگی برای بشر غیر ممکن است.

خاک نیز یکی از منابع اصلی تأمین کننده غذای انسان می باشد بدین وسیله زندگی بشر را تحت الشعاع قرار می دهد و آلودگی خاک سبب بروز بسیاری از بیماری ها در گیاهان و جانوران شده و بدین ترتیب زندگی بشر را به خطر می اندازد.

بررسی نحوه آلودگی آب ، هوا ، خاک و برطرف کردن آلودگی های موجود مهم تلقی گشته و یکی از عناصر اصلی در زندگی انسان می باشد.

 فصل اول : آلودگی زیستی

مقدمه ای بر آلودگی زیستی

مواد بیولوژیک به موادی که حامل موجودات زنده نظیر باکتری ها ، ویروس ها ، قارچ ها ،جلبک ها،... باشد اطلاق می شود.

این جاندران ریز اما تأثیر گذار به واسطه استفاده از کودهای بیولوژیک ، علف کش ها و افت کش ها ، مدفوع انسان ها ، پوست و بافت جانوران مرده و ... به محیط زیست پیرامون ما راه می یابند و باعث ایجاد بیماری و عفونت در افراد می گردند.

از آنجا که با فراهم آمدن شرایط مناسب رشد و تکثیر این موجودات ذره بینی بسیار سریع می باشد و مراحل اولیه آلودگی بیولوژیک به سادگی قابل تشخیص نمی باشد.

بررسی و شناخت آلودگی بیولوژیک آب ، هوا، خاک بسیار مهم تلقی می شود و یکی از اروش های بهبود و سطح کیفی سلامت در افراد جامعه محسوب می گردد.

بخش اول : آلودگی آب

مقدمه

آب یکی از فراوانترین و پایدارترین ترکیباتی است که در طبیعت یافت شده و از آن به عنوان بزرگترین حلال شیمیایی یاد می شود. آب اساسی ترین تشکیل دهنده بافتهای بدن بوده و به عنوان ضروری ترین عامل حیات شناخته شده  که بدون آن انجام اعمال فیزیولوژی بدن ممکن نمی باشد. آب حدود 70 % وزن بدن انسان را تشکیل داده و حدود 71 % سطح زمین را به صورت دریا ،دریاچه و رودخانه پوشانیده است.میانگین سالانه باران در جهان 76.2 سانتیمتر و حدود 97.3 % آب در اقیانوس ها ، 2.1% در یخ های مناطق قطبی و 0.6 % در دریاچه ها ، رودخانه ها و زیرزمین قرار گرفته است.

اصولا مقدار آب در جهان ثابت می باشد ولی به طور یکنواختی توزیع نشده به طوری که در بعضی از نقاط جهان آب مناسب به اندازه کافی و در بعضی مناطق به مقدار کم وجود دارد که تکافوی نیاز جوامع بشری را نمی کند، از این رو آبهای طبیعی را طی یک سری عملیات برای مصارف مختلف مناسب می نمایند.

اگرچه آب یک اجتماع اغلب از یک منبع تهیه می شود ولی در مواردی که آب یک منبع برای رفع نیازهای مردم کافی نباشد ، از آب چند منبع ، مانند آبهای سطحی و زیرزمینی ، استفاده می شود.

آبهای سطحی از رودخانه های بزرگ یا دریاچه ها تأمین می گردند حتی ممکن است آب یک رودخانه کوچک نیز برای مصرف مناسب باشد در این صورت آب آن را به وسیله سد جمع آوری و ذخیره می نمایند.

آبهای سطحی کیفیت متفاوتی دارند و حاوی میکروارگانیسم ها ، مواد معدنی و آلی محلول و معلق می باشند. همچنین ، این آبها ممکن است رنگ ، مزه و بوی نامطبوع نیز داشته باشند. آبهای سطحی در معرض آلودگی با فاضلاب شهرها ، زوائد صنعتی ، سیلابهای کشاورزی و پس مانده های حیوانات و گیاهان قرار دارند. درجه حرارت آبهای سطحی متناسب با هوای منطقه تغییر می کند.

با اینکه آبهای زیر زمینی نیز در معرض آلودگی قرار دارند ولی اغلب صاف و بی رنگ بوده و مقدار مواد آلی و میکروارگانیسم های آهنا کمتر از آبهای سطحی است زیرا که آب ضمن عبور از لایه های مختلف خاک تا حدی تصفیه می شود. بر عکس ، مواد معدنی  ( مانند یون های کلسیم و منیزیم ) که عامل اصلی سختی آب می باشند ، ممکن است در آبهای زیرزمینی بیشتر از آب های سطحی مجاور آن باشند. به طور کلی ، مقدار و نوع مواد معدنی در آبهاب زیرزمینی  منعکس کننده اختصاصات مواد معدنی زمین آن منطقه می باشد. در طول زمان ، معمولا کیفیت آبهای زیرزمینی ثابت تر از کیفیت آبهای سطحی است.

درجه حرارت آبهای زیرزمینی ثابت تر از حرارت آبهای سطحی می باشد و معمولا نزدیک به میانگین سالانه درجه حرارت هوای منطقه است ، در حالی که درجه حرارت آبهای سطحی متناسب با حرارت منطقه تغییر می کند. آبهای زیرزمینی ممکن است فقط با تصفیه میکروبی برای مصارف عمومی مناسب شوند و بر حسب نوع آلودگی ، بعضی از ترکیبتی که باعث شکایت مصرف کنندگان می گردند باید از آب خارج شده یا مقدار آنها به حدی تقلیل داده شود که برای مصرف کنندگان قابل تحمل بوده و اثر سوء بر سلامتی آنها نداشته باشد.

معمولا آبهای سطحی در مقایسه با آبهای زیرزمینی تصفیه بیشتری لازم دارند تا برای مصارف عمومی آماده شوند.

رشته های مهندسی و علوم محیط زیست در نیمه دوم قرن نوزدهم بدین سبب ایجاد گردید که یافته ها نشان داد که آب می تواند عامل بعضی از بیماری های خطرناکی که انسانها به آن مبتلا می شوند ، باشد. مهندسینی که در تأمین آب شرب نقش داشتند در صدد یافتن راه هایی برای اطمینان از سالم و گوارا بودن آب تأمین شده برآمدند .

از اقدامات اساسی ،انعقاد و فیلتراسیون در اواخر قرن وزدهم و سپس ضدعفونی با کلر در اوایل قرن بیستم بود.

علی رغم این اقدامات اساسی شیوع بیماری های مرتبط با آب هنوز در کشورهای پیشرفته و در حال توسعه متداول است و عامل اساسی بیماری می باشد.

علاوه بر این ، بعضی از بیماری های ناشی از آب در کشورهای پیشرفته توسط موجوداتی صورت می گیرد که قبلا دغدغه ای ایجاد نمی کردند . پاتوژنهای جدیدی بوجود آمدند که سابقه ای که بر آن اساس اقدامات پیشگیرانه طراحی شود وجود ندارد و در بعضی از موارد ، روشهای مناسبی یرای ردیابی عوامل مؤثر موجود نمی باشد.

با توجه به اهمیت اساسی میکروارگانیسم های بیماری زا مرتبط با آب ، مهندسین و دانشمندانی که در تصفیه آب و فاضلاب درگیر هستند باید به میکروارگانیزم های بیماری زایی که از طریف مواد مدفوعی یا غذایی منتقل می شوند آگاهی داشته باشند.

آزمایش آب برای یافتن ارگانیسم های نشانه روش عملی تعیین آلودگی میکروبی آب می باشد. ارگانیسم هایی به عنوان نشانه آلودگی به کار می روند که دارای مشخصات زیر باشند :

1. همیشه در آبهای آلوده وجود داشته باشند.
2. در آبهای غیر آلوده دیده نمی شوند.
3. در آب بیش از عوامل بیماری زا زنده می مانند.
4. به آسانی مشخص می شوند.

کلی فرم ها از یک گروه باکتری ها هستند که تمام اختصاصات فوق را داشته و به عنوان نشانه آلودگی میکروبی آب استفاده می گردند. معمولا کلی فرم ها بیماری زا نبوده همراه با میکروب های عفونی در آب پیدا می شوند.

ضمناً ، تعداد کلی فرم ها خیلی زیادتر از میکروب های بیماری زا می باشد و اغلب زمان بیشتری در آب زنده می مانند . میکروب های کلی فرم به آسانی در آزمایشگاه تشخیص داده می شوند.

طبق یک قاعده ، در صورت وجود کلی فرم ها در آب  فرض بر این است که ممکن است میکروب های بیماری زا نیز در آب وجود داشته و آب از نظر میکروبی ناسالم می باشد.اگر باکتری های کلی فرم در آب نباشند، عکس قاعده فوق صادق است یعنی که میکروب های بیماری زانیز در آب نمی باشند.

بسیاری از بیماری ها که توسط آب منتقل می شوند به بیماری های روده ای مشهور هستند چون آنها در اثر آشامیدن آب یا خوردن غذای آلوده شده با مدفوع انسانی به وجود می آیند. این آلودگی را می توان از طریق اعمال روشهای بهداشتی مناسب پیشگیری نمود. این بیماری ها در کشورهای در حال توسعه وفور زیادی دارند چون مردم یا امکانات اقتصادی برای پیشگیری را نداشته و یا از شیوه انتقال بیماری ها شناخت کافی ندارند. بسیاری از موجودات بیولوژیک ، عامل بیماری گاستروانتریتیس می باشند که اصطلاحی است که در مورد بیماری های ناشی از آب یا غذا کا عامل ایجاد کننده آن مشخص نیست به کار می رود. گاستروانتریتیس باعث ورم معده و روده و متعاقب آن اسهال و ناراحتی های شدید می شود. موجودات عامل بیماری مرتبط با آب و غذا گستره ای از میکروارگانیزم ها از ذرات ویروسی تا موجودات چند سلولی دارند.با توجه به اینکه همه میکروارگانیزم ها به صورت ذره