الجزيرة:
2025-05-31@11:03:00 GMT

دراسة: بكتيريا تنتج مادة صناعية مهمة من الصرف الصحي

تاريخ النشر: 25th, October 2023 GMT

دراسة: بكتيريا تنتج مادة صناعية مهمة من الصرف الصحي

يدخل كحول "البوتانيديول" (متعدد الوظائف) في تطبيقات صناعية مختلفة من إنتاج البوليستر والأدوية إلى مستحضرات التجميل.

وبينما يعتمد تصنيعه بشكل تقليدي على عمليات كثيفة الطاقة، فإن فريقا بحثيا صينيا وضع خطوة على الطريق نحو إنتاجه باستخدام البكتيريا ومياه الصرف الصحي الصناعي.

وخلال الدراسة المنشورة في العدد الأخير من دورية "نيتشر ساستنينابيليتي"، كشف الفريق البحثي -الذي يضم باحثين من معهد شنتشن للتكنولوجيا المتقدمة التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، ومعهد هاربين للتكنولوجيا- عن تفاصيل طريقتهم الجديدة، وكيف نجحوا في توظيف البكتيريا البحرية سريعة النمو، التي تسمى "فيبريو ناتريجينس" لهذا الغرض، وذلك بعد أن قاموا بهندستها وراثيا بطريقة تجعلها قادرة على تحمل ملوثات الصرف الصحي الصناعي.

بكتيريا فيبرايو ناتريجينس المهندسة وراثيا سمحت بإنتاج كبريتيد الهيدروجين من ملوثات الصرف الصحي (بلوس بلوغ) دور البكتيريا المهندسة وراثيا

سبق أن حاولت فرق بحثية توظيف البكتيريا في معالجة مياه الصرف الصحي الصناعي، لكن لم تكن تلك الحلول الحيوية تصمد أمام الملوثات التي كانت تقضي على البكتيريا غير أن الفريق الصيني يزعم أنه نجح في التغلب على تلك المشكلة عن طريق الهندسة الوراثية.

وتتمتع بكتيريا فيبريو ناتريجينس في العادة بتحمل استثنائي لتركيزات الملح العالية، وقدرة على الاستفادة من مصادر الكربون المختلفة، ومع التعديلات الوراثية التي أدخلها الباحثون اكتسبت أيضا القدرة على تحمل الملوثات والمعادن الثقيلة في مياه الصرف الصحي، لتقوم ليس فقط بمعالجة المياه، ولكن بتحويل تلك الملوثات إلى مواد مفيدة مثل كحول البوتانيديول.

ويوضح بيان صحفي نشره الموقع الرسمي للأكاديمية الصينية للعلوم أن "مياه الصرف الصناعي الحقيقية بتركيبتها من الملوثات العضوية الرئيسية والمعادن الثقيلة والملوثات المعقدة، تكون سامة للخلايا البكتيرية ويصعب عليها معالجتها بكفاءة، كما أنها تحتوي على مستويات عالية من الملح والأكسجين المذاب، وبالتالي، فإنه من الصعب استخدام مياه الصرف الصحي كمواد خام للبكتيريا".

وللتغلب على تلك المشكلة، استخدم الباحثون الهندسة الوراثية لتمكين البكتيريا من التعامل مع الملوثات، وقاموا بتدريب السلالة المهندسة على استخدام مصادر مختلفة من المعادن والكربون من أجل إنتاج مادة شبه موصلة من مياه الصرف الصحي، يتم توظيفها في إنتاج كحول البوتانيديول.

إنتاج المواد الكيميائية من مياه الصرف الصحي يعتمد على الطاقة الشمسية (شترستوك) خطوات عملية الإنتاج

أنتجت سلالة البكتيريا المهندسة وراثيا كبريتيد الهيدروجين من الملوثات، الذي لعب دورا محوريا في تسهيل إنتاج مادة شبه موصلة تمتص الضوء بكفاءة، وهي جسيمات كبريتيد الكادميوم النانوية.

وهذه الجسيمات النانوية، المشهورة بتوافقها الحيوي، يتم تنشيطها بواسطة ضوء الشمس، مما يساعد على توظيفها بكفاءة في إنتاج معزز بشكل كبير لكحول البوتانيديول.

وأظهرت كمية المادة المنتجة باستخدام هذا النهج الجديد أنها تتجاوز ما يمكن تحقيقه من خلال الخلايا البكتيرية وحدها. علاوة على ذلك، أظهرت النتائج قابلية هذا العملية للتوسع، إذ نجح الفريق البحثي في معالجة 5 لترات من مياه الصرف الصحي بدعم من ضوء الشمس.

وبذلك فإن هذه الطريقة، التي ابتكرها الباحثون، لا تتميز فقط ببصمة كربونية أقل، بل تقلل أيضا من تكاليف المنتج، مما يؤدي إلى تأثير بيئي أقل بشكل عام بالمقارنة مع كل من التخمير البكتيري التقليدي وطرق إنتاج كحول البوتانيديول، القائمة على الوقود الأحفوري.

بعض العلماء لهم تحفظ على استخدام المياه المعالجة بعد إنتاج المواد الكيميائية في ري الأراضي (غيتي) طريقة مختلفة

رغم إعجابه بتلك الطريقة المبتكرة، التي وصفها بـ"المختلفة"، فإن إبراهيم الشربيني، المدير المؤسس لبرنامج علوم النانو بمدينة زويل للعلوم والتكنولوجيا بمصر ومدير مركز أبحاث علوم المواد بالمدينة، لديه بعض التحفظات، منها عدم قابلية تلك الطريقة للتطبيق الصناعي.

ويقول الشربيني -في تصريحات هاتفية للجزيرة نت- إن "الصرف الصحي الصناعي يختلف من صناعة إلى أخرى، ومن منطقة إلى أخرى، ومن ثم فإنه لتطبيق تلك الطريقة يجب اختيار صرف صناعي بمواصفات خاصة، بحيث يحتوي على المعادن التي يمكن للبكتيريا استقلابها لتبدأ عملية الإنتاج، وهذا أمر يصعب من التطبيق الموسع لهذه المنصة".

أما التحفظ الثاني الذي يشير إليه الشربيني، فهو أن مياه الصرف المعالجة ستحتوي على مواد نانوية من كبريتيد الكادميوم، وهي مادة معروفة بتوافقها الحيوي، أي أنها غير ضارة لصحة البشر، ولكن لا يمكن إطلاق هذا الكلام بشكل مطلق.

ويقول "من المعروف أن تسرب هذه المادة إلى الجسم البشري بكميات كبيرة يحولها إلى مادة ذات تأثير سام، ومن ثم يجب أن تكون هناك آلية للتخلص من المياه المحتوية على تلك المادة بعد الحصول على المواد الكيميائية المطلوب تصنيعها".

ولا يرى الشربيني أن استخدامها في ري أشجار الزينة يمكن أن يكون حلا مناسبا، لأن المياه المحتوية على كبريتيد الكادميوم ستتسرب إلى المياه الجوفية، وتصل إلى الإنسان بشكل أو بآخر، ومن ثم يجب أن يكون هناك حل لتلك المياه، بعد الحصول على المطلوب من مياه الصرف الصناعي.

توسيع نطاق التكنولوجيا المبتكرة بشكل صناعي يمثل تحديا أمام الباحثين (غيتي) تحدي التطبيق العملي

يدرك الفريق البحثي هذه التحديات التي أشار إليها الشربيني، إذ إن التحدي الذي يواجههم حاليا، هو إيجاد نهج مجدٍ اقتصاديا وصديق للبيئة لتوسيع نطاق هذه التكنولوجيا بشكل صناعي.

ويقول شيانغ جاو، الباحث بمعهد شنتشن للبيولوجيا التركيبية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم والباحث الرئيسي بالدراسة، في تصريحات خاصة عبر البريد الإلكتروني للجزيرة نت "في الواقع، لقد أجرينا تجاربنا في كل من المفاعلات الحيوية سعة 30 لترا، و100 لتر، وعالجنا خلال التجارب 5 لترات، وأنتجنا منها 50 غراما من مادة (2.3- بوتانيديول)".

ويضيف أنه "لا تزال هناك تحديات عديدة قائمة عند النظر في تعزيز الإنتاجية الكيميائية في مياه الصرف الصحي، وتشمل هذه التحديات وجود ملوثات غير مطلوبة في عملية التفاعل، وضوء الشمس المتغير من يوم لآخر ومن منطقة لأخرى، والخطوات المعقدة التي ينطوي عليها الفصل الكيميائي والتنقية بعد إنتاج المواد المطلوبة".

ويتابع "تجب معالجة هذه المشكلات من أجل نجاح التطبيقات الواسعة النطاق في المستقبل، كما يجب أيضا تعظيم القيمة الاقتصادية لعملية المعالجة، عبر إنتاج عديد من المواد، وهو ما نجحنا فيه بعد نشر الدراسة".

ويستطرد "أنتجنا مواد كيميائية أخرى غير (2.3- بوتانيديول)، فعلى سبيل المثال، قمنا بتصنيع الأيزوبرين، وهو مكون أساسي في المطاط الصناعي".

المصدر: الجزيرة

كلمات دلالية: الصرف الصحی الصناعی میاه الصرف الصحی من میاه الصرف

إقرأ أيضاً:

بروتوكول تعاون ثلاثي لتنفيذ وصلات الصرف الصحي المنزلية بقرية بليفيا في بني سويف

شهد الدكتور محمد هاني غنيم محافظ بني سويف، توقيع بروتوكول ثلاثي، لتركيب وصلات الصرف الصحي المنزلية بقرية بليفيا "بنظام المشاركة المجتمعية"،وذلك بالتعاون بين الوحدة المحلية وشركةمياه الشرب والصرف الصحي ومؤسسة نهضة بني سويف،ضمن خطة المحافظة وفي إطار توجيهات القيادة السياسية بتفعيل دور المجتمع المدني في دعم جهود الدولة لتحقيق التنمية المستدامة.
 

وقع على البروتوكول  علي يوسف رئيس مركز ومدينة بني سويف، المهندسة دينا عمر رئيس شركة مياه الشرب والصرف الصحي، الدكتور مهندس أشرف فاروق  نائب رئيس مجلس أمناء مؤسسة نهضة بني سويف، وفي  حضور النائب محمد رجب عضو مجلس النواب، ووليد حسين المدير التنفيذي للمؤسسة، وأحمد دسوقي  مدير مكتب المحافظ .

محافظ بني سويف: استلام 239 ألف طن قمح محلي تقريباً بنسبة 95.5%بني سويف تستقبل 18 زائراً ضمن فوج من السياح الألمانمحافظ بني سويف يتابع سير امتحانات النقل بالمعهد الفني للتمريضمحافظ بني سويف يواصل جولاته الميدانية ويتفقد الوحدة الصحية في قرية بني هانئ

وبمقتضى البروتوكول، تلتزم الوحدة المحلية بتحديد مسارات خطوط الصرف بالشوارع المعتمدة من ناحية التنظيم واستبعاد الشوارع المتطرفة التي لم تسجل على خرائط التنظيم، فيما تلتزم  المؤسسة بالمواصفات والاشتراطات التي تقرها الشركة وكذلك الضوابط الخاصة بتحديد القرى المحرومة "بحسب اللائحة التجارية المعتمدة، في حين تقوم الشركة بتشكيل لجنة من إدارة المشاركة المجتمعية وخدمة العملاء للمعاينة والتأكد من استحقاق الحالات المختارة لتنفيذ الوصلات للمنازل التي تم تحديدها، بجانب التنسيق مع باقي الأطراف  في مجال مراجعة الكروكيات قبل بدء التنفيذ والتأكد من مطابقتها للمواصفات الفنية والقياسية المصرية المعمول بها في الشركة والتي تلتزم بإعفاء التوصيلات من مقابل الربط على الشبكة ومصاريف إدارية خاصة بالإشراف على الأعمال.

وبين المحافظ أهمية البروتوكول الذي يأتي في إطار توجهات الدولة لزيادة معدلات تنفيذ مشروعات الصرف الصحي تنفيذًا لتوجيهات القيادة السياسية لمد خدمة الصرف للمناطق المحرومة في القرى والتجمعات السكانية،مثمنا  دور المجتمع المدنى والمساهمة الإيجابية التي تقوم بها نهضة بني سويف لدعم جهود المحافظة في عدد من القطاعات الخدمية والحيوية، بجانب جهودها في توفير الدعم للفئات الأولى بالرعاية والأكثر احتياجا، لاسيما وأن المؤسسة من أبرز أعضاء المكتب التنفيذي للجنة العمل الأهلي، تحت مظلة وثيقة توحيد جهود مؤسسات المجتمع المدني.

من ناحيته أكد نائب رئيس مجلس الأمناء، أن مؤسسة نهضة بني سويف تضع في أولوياتها تنفيذ مشروعات البنية التحتية التي تمس حياة المواطنين بشكل مباشر والمشاركة المجتمعية هي مفتاح النجاح في تحقيق تنمية حقيقية ومستدامة، مشيرا إلى أنه من المقرر يبدأ التنفيذ خلال الفترة القادمة، وفق خطة عمل متكاملة تضمن الكفاءة والمتابعة من كافة الأطراف الشريكة.

فيما أضاف المدير التنفيذي للمؤسسة  أن مشروعات الصرف الصحي ليست مجرد بنية تحتية بل هي مشاريع حياة تسهم في حفظ كرامة الإنسان وصحة المجتمع، خاصة وأن  هذا التعاون يمثل خطوة جديدة في مسيرة المؤسسة نحو تنمية المجتمعات المحلية، حيث يأتي هذا البروتوكول استكمالا لنماذج سابقة ناجحة تم تنفيذها في عدد من قرى المحافظة، وأثبتت فاعلية نموذج الشراكة المجتمعية في تحقيق تحسين ملموس في مستوى الخدمات.

طباعة شارك بني سويف الفشن ببا

مقالات مشابهة

  • الأمطار ضربت المحافظة بالكامل.. رئيس شركة الصرف الصحي بالإسكندرية يوضح
  • مستنقعات الصرف الصحي في زنجبار بـ أبين تهدد سكان المدينة بالأوبئة
  • السجن وغرامة 10 آلاف جنيه.. عقوبة اتلاف مرافق مياه الشرب والصرف الصحي
  • ميسان.. إطلاق مشروع لمعالجة مياه الصرف الصحي وتحسين الواقع البيئي
  • هل تشخر أثناء النوم؟: إليك الحقيقة المرعبة التي لا يخبرك بها أحد
  • رئيس مياه أسيوط يناقش إجراءات تصحيحية لمحطة معالجة شطب
  • بعد موافقة النواب نهائيًا.. تفاصيل مشروع قانون تنظيم مرفق مياه الشرب والصرف الصحي
  • في المعرض الصناعي الأردني بدمشق.. شركات صناعية وخدمية تستكشف فرص الاستثمار في سوريا
  • بروتوكول تعاون ثلاثي لتنفيذ وصلات الصرف الصحي المنزلية بقرية بليفيا في بني سويف
  • دراسة علمية تكشف المفتاح.. فقدان 30 بالمئة من الوزن في أسبوع واحد