Biotehnologii pentru tratarea apelor uzate/poluate - Biotehnologie

Biotehnologii pentru tratarea
apelor uzate/poluate
Aplicatii practice ale
BIOTEHNOLOGIILOR pentru epurarea
apelor uzate rezultate din gospodariile
individuale ale populatiei.
ing. Nicu Badiu – expert
-2011-

CUPRINS:
INTRODUCERE
CONCEPTE SI TENDINTE ACTUALE,DEFINITII
APLICATII ACTUALE ALE BIOTEHNOLOGIILOR
APLICATII PRACTICE ALE BIOTEHNOLOGIILOR
PENTRU EPURAREA APELOR UZATE REZULTATE DIN
GOSPODARIILE INDIVIDUALE ALE POPULATIEI
CONCLUZII ALE IMPACTULUI IMPLEMENTARII
PROIECTULUI “COPMED” ASUPRA CRESTERII
NUMARULUI DE SOLICITANTI PENTRU UTILIZAREA
BIOTEHNOLOGIEI IN GOSPODARIILE PROPRII

INTRODUCERE
Prezenta lucrare isi propune sa confere un cadru de abordare a
tematicii biotehnologiilor a rolului si locului acestora in contextul
general al orientarii pe o traiectorie de dezvoltare durabila a sistemului
socio – economic, din prisma utilizarii lor pentru protectia mediului
inconjurator.Voi incerca sa definesc rolul biotehnologiilor in contextul
larg al posibilelor aplicatii ale acestora, cu referinta stricta la folosirea
lor nu numai ca sursa imediata de crestere economica, ci ca element de
prima importanta care poate fi folosit de populatie in vederea protectiei
mediului.Pe plan european exista o tendinta reala de stopare a utilizarii
substantelor chimice pentru tratarea deseurilor a apelor poluate si
reziduale,inclusiv a terenurilor infestate cu hidrocarburi si inlocuire a
acestor substante cu solutii bazate pe biotehnologii, bacterii si enzime
care degradeaza hidrocarburile si imbunatatesc calitatea apei.Tratarea
apelor reziduale, a apelor poluate cu metode biologice constituie nu
numai un mecanism care asigura tratarea apelor uzate/poluate evitand
astfel poluarea mediului, dar ofera si metoda prin care deseurile de
orce natura pot fi transformate in produse utile care sa fie astfel
valorificate in continuare.

CONCEPTE SI TENDINTE ACTUALE,
DEFINITII
UNESCO a fost prima institutie internationala care a
subliniat importanta cercetarilor asupra microorganismelor
prin infiintarea in anul 1962 a International Cellular Research
Orgatization. Deasemeni a infiintat in 1975 o retea de centre
pentru resurse microbiene. Actiunile la acea data pe acest
domeniu se axau pe prezervarea,aplicarea si folosirea
resurselor genetice ale microorganismelor, in special in
diverse procese de fermentatie. Obiectivele acestei retele
constau in dezvoltarea si consolidarea colaborarii intre
institutiile sau laboratoarele de cercetare care promovau
studiile pe microorganisme,constituirea de colectii microbiene
si transferul de informatii.In anii “80 conceptia generala
asupra biotehnologiilor era ca valoarea lor consta in faptul ca
sunt “unelte “ aplicabile in diverse sectoare cum ar fi:
cultivarea plantelor alimentare, cresterea si ingrijirea
animalelor, industria farmaceutica,industria chimica,convesia
biomasei in energie, transformarea deseurilor,controlul
poluarii si igiena mediului ambiental.Pericolele si riscurile
folosirii biotehnologiilor erau privite in contextul ec. legate de
impactul asupra societatilor la nivelul competitiei pe piata
libera.

Aceasta perioada reprezinta inceputul cristalizarii ideii
de biotehnologie. Numeroase alte organizatii de pe continentul
American si Asiatic si-au manifestat interesul si increderea in
viitorul biotehnologiilor.Persista si astazi intr-o masura destul de
mare abordari sectoriale reductioniste ale strategiilor de
dezvoltare ale acestora.Daca in Romania biotehnologia se afla
inca la granita unei agregari a factorilor de decizie, pe plan
European si mondial lucrurile se afla in etapa de coordonare
regionala.
Astfel in raportul din 1996 al Comisiei pentru
Biotehnologie a UE, biotehnologia apare definita ca: aplicarea
principiilor ingineresti si stiintifice pentru procesarea
materialelor cu ajutorul agentilor biologici, pentru obtinerea de
bunuri si servicii.
Deasemenea, Federatia Europeana de Biotehnologie o
defineste ca :utilizarea integrata a stiintelor naturale si
ingineriei prin folosirea biosistemelor-celule microbiene,vegetale
sau animale, parti ale acestora sau analogi moleculari-in
bioindustrii.

APLICATII ACTUALE ALE
BIOTEHNOLOGIILOR
La ora actuala exista o multitudine de“clase”ale biotehnologiilor
definite in principal dupa sectoarele economice in care sunt
acestea utilizate.
Diferentiem astfel urmatoarele domenii:
- Biotehnologii agricole;
- Biotehnologii aplicate in alimentatie;
- Biotehnologii destinate cresterii si sanatatii animalelor;
- Biotehnologii in medicina si sanatate publica;
- Biotehnologii orientate spre producerea de energie;
- Biotehnologii aplicate in controlul poluarii mediului.

BIOTEHNOLOGII AGRICOLE
Acestea ar include in principal directii precum:
- microreproducerea animalelor si plantelor, prin tehnici de
inginerie genetica,hibridare somatica, selectionare, culturi in
vitro, culturi celulare vegetale si animale.
- ameliorarea plantelor si animalelor, pentru obtinerea de
linii inalt productive, care sa reziste la boli daunatori si conditii
climatice externe severe.In aceasta directie se inscrie obtinerea
de plante cu rate crescute de fotosinteza, plante rezistente la
temperaturi scazute sau ridicate, la seceta sau salinitate crescuta
a solurilor.Se pot obtine animale cu productii crescute de lapte,
carne,oua,lana etc.Se incearca obtinerea de plante care sa fixeze
azotul, altele decit leguminoasele sau plante de cultura care sa
produca biocide(metaboliti toxici pentru alte plante sau pentru
daunatori ).Se cauta deasemenea specii forestiere capabile de
productii rapide de masa lemnoasa de calitate, inalt regenerabile
pentru impaduriri rapide ale zonelor deteriorate.
-diagnosticarea si produsele de uz veterinar bazate pe
biotehnologie,in special vaccinurile, joaca deasemenea un rol
foarte important in controlul bolilor la animale.

BIOTEHNOLOGII APLICATE IN ALIMENTATIE
Prima forma de aplicatie a biotehnologiilor si anume
fermentatia isi gaseste noi aplicatii o data cu aparitia
bioreactoarelor.Practic orice substanta produsa de un organism
biologic poate fi produsa teoretic in bioreactoare,prin clonarea
genei/genelor care codifica sinteza sa in in organismul parental,
la vectori de expresie cum ar fi:bacterii, drojdii, mucegaiuri.
O directie relativ noua in cadrul acestui domeniu de
aplicatie a biotehnologiilor o reprezinta, sinteza de proteine
microbiene pentru alimentatia animalelor si a omului. Sursa de
energie pentru producerea acestora, poate fi mediul complex
special creat sau deseuri organice vegetale sau animale,
menajere sau chiar petroliere.
O alta directie – acvacultura – cultivarea pe scara larga a
algelor unicelulare in scop alimentar si pentru extractia unei
multitudini de substante chimice se inscrie aceluiasi scop.

BIOTEHNOLOGII DESTINETE CRESTERII SI SANATATII
ANIMALELOR
- Transferul de embrioni, fertilizarea in vitro si recent
clonarea se inscriu in sfera biotehnologiilor aplicate
organismelor animale.
- Protectia animalelor prin vaccinare si tratament cu
substante de sinteza biotehnologica contribuie si ele la
cresterea productiei si eficientei economice.
- In domeniul supravegherii encefalopatiei
spongiforme bovine in UE s-a reusit cu ajutorul metodelor
biotehnologiei ca un nr. cat mai mare de monstre sa fie
testat, permitand atingerea nivelului de suprveghere
impus de legislatia europeana in vigoare la ora actuala.
- Diagnosticarea prin intermediul biotehnologiei se
foloseste in prezent pentru detectarea timpurie a
salmonelei.

BIOTEHNOLOGII IN MEDICINA SI SANATATE PUBLICA
Acest domeniu detine cea nai inalta rata de crestere de la aparitia
marilor descoperiri in biologia moleculara.
- Producerea de medicamente. Datorita faptului ca decade intregi
au fost folosite antibiotice din clasa cefalosporinelor in momentul de
fata a aparut fenomenul de rezistenta la aceste antibiotice. Acest lucru
impune reevaluarea strategiilor de terapie anti-microbiana spre alte
clase de antibiotice.Cea mai mare parte a medicamentelor produse si
comercializate pe plan mondial sunt produse intro forma sau alta prin
biotehnologie.
Evolutiile stiintifice au impus tehnici noi in clasa biotehnologiilor
medicale cum ar fi: producerea de anticorpi
monoclonari,imunomodulatori sau imunoadjuvanti.
- Producerea si sinteza de vaccinuri. Folosirea lor la ora actuala
contra a numeroase boli infectioase,virale si parazitare cunoaste in
prezent o dezvoltare fara precedent.Acest lucru reprezinta premiza
fundamentala pentru eradicarea unor boli care afecteaza inca foarte
grav populatia globului.Unele incercari au avut succes cum ar fi:
poliomelita eradicata in Romania in 1980, rujeola controlata in limite
stricte, gripa stabilizata sub aspectul tulpinilor circulante, etc.
Insulina umana a fost primul produs real bazat pe biotehnologie,
aceasta inlocuind treptat insulina provenita de la boivine si porcine.
- Producerea de teste pentru diagnosticare.Astfel de teste se
folosesc in cadrul clinicilor de urgenta pentru diagnosticarea bolilor
cardiovasculare acute,,pentru detectarea maladiilor cu caracter ereditar
sau a maladiilor infectioase precum HIV/SIDA.

BIOTEHNOLOGII ORIENTATE SPRE PRODUCEREA DE ENERGIE
- Exista la ora actuala biotehnologii utilizate pe scara larga
pentru producerea de surse auxiliare de energie:alcooli, metan,
hidrogen, pe baza deseurilor orgenice rezultate din
agricultura,zootehnie,silvicultura sau industria alimentara.
Randamentul acestora depinde drastic insa de resursele
tehnologice utilizate, de disponibilitatea tulpinilor microbiene
transformate, de capitalul financiar disponibil pt. a fi investit si
nu in ultimul rand de dimensiunea exploatarilor.
Ca de altfel toate biotehnologiile , cum este si cea din discutie,
se pot dovedi eficiente doar in masura in care fac parte dintr-un
plan integrat de utilizare privit din prisma ecologiei sistemice,
care sa urmareasca maximizarea fluxurilor materiale si
energetice mai degraba in cadrul economic decat cresterea
aportului de resurse venite din natura.Aceasta trebuie sa vina in
paralel cu acoperirea gradata dar progresiva a datoriei fata de
mediu acumulata in decade de dezvoltare ec. guvernata doar de
cerintele pietei libere.

BIOTEHNOLOGII APLICATE IN CONTROLUL POLUARII
Acestea ar trebui privite mai degraba ca biotehnologii de
limitare a impactului negativ pe care il are sistemul economic
asupra mediului inconjurator.Se stie faptul ca poluarea nu
este singura veriga a acestui impact, la aceasta adaugandu-se
supraexploatarea resurselor regenerebile, epuizarea acelora
neregenerabile deteriorarea mediului prin extinderea spatiala
a sistemului ec.Din fericire capitalul genetic existent ofera
solutii pentru managementul unor probleme stringente legate
de aceste actiuni entropice,prin intermediul biotehnologiilor.
Insa, actiuni izolate nu pot avea efectele asteptate.
Redresarea – vazuta ca o reorientere a dezvoltarii sistemului
ec.spre modelul de dezvoltare durabila – putandu-se face
doar prin programe coerente de management al relatiilor
sistemului ec. cu componentele mediului inconjurator.

APLICATII PRACTICE ALE BIOTEHNOLOGIILOR PENTRU
EPURAREA APELOR UZATE REZULTATE DIN GOSPODARIILE
INDIVIDUALE ALE POPULATIEI
In ultimii ani una din cele mai eficiente metode de epurare a apelor uzate se bazeaza pe
biotehnologie.Au fost selectionate microorganisme active care sunt folosite la indepartarea
poluantilor organici biodegradabili din apele uzate.
Majoritatea apelor uzate din gospodariile populatiei nu contin decat poluanti organici
biodebradabili.Astfel pentru epurarea lor in vederea refolosirii fara impact asupra mediului, pot fi
tratate cu activator biologic care contine bacterii selectionate nepatogene,anaerobe si enzime
pentru: lagune,fose septice,haznale,canale colectoare, bazine, etc.
Aceasta este o solutie ideala pentru viitor, este compatibila cu ecosistemul si rezolva problemele
pentru mult timp, eliminand reziduurile organice.
Microorganismele ( bacterii si enzime ) sunt forme de viata unicelulare care poseda trei
caracteristici fundamantale:
1. capacitatea de a digera substante organice folosindu-le ca hrana;
2. capacitatea de a produce enzime;
3. capacitatea de a se reproduce.
Bacteriile sunt organisme microscopice unicelulare de natura vegetala, iar enzimele sunt compusi
organici de natura proteica prezente in celulele vii, care dirijeaza procesele de sinteza si de
degradare din materiile organice. In momentul in care acestea vin in contact cu substantele
nutritive, bacteriile incep sa se hraneasca si gratie capacitatii lor de a emite enzime, le transforma
in apa si anhidrida carbonica.
Prin utilizarea acestei metode:
- se asigura un echilibru biologic optim in interiorul foselor, impiedicand
formarea mirosurilor neplacute a crustelor si a depunerilor;
- se asigura intretinerea optima a sistemului depurativ al apelor
folosite(menajere) din gospodarie;
- se poate scoate apa cu o pompa sumersibila si folosi la udarea gazonului a
florilor,etc.
In continuare vom prezenta cateva exemple practice folosite de populatie la ora
actuala.

Avem in imagine un model de tratare a apelor uzate dintr-o
gospodarie din judetul OLT, care consta dintr-un bazin cu trei
compartimente prevazute fiecare cu aerisire separata pentru
evacuarea gazului rezultat din proces.

Tratarea apelor uzate intr-o fosa cu doua compartimente cilindrice intr-o
gospodarie din jud. Dambovita.

Acelasi exemplu pt. a se vedea interiorul tubului si cum arata apa
rezultata din acest proces.

Jud. Valcea – doua compartimente betonate, subterane.

Arges – bazin subteran din care se foloseste apa reziduala la irigatul
florilor, dupa ce a fost tratata cu activator biologic.

Exemplul anterior – udarea gazonului.

Jud.- Arges. Tratare ape uzate in doua compartimente subterane,prevazute cu
drenaj sub gazon. ( functioneaza de trei ani)

Jud.Gorj – Trei compartimente cu drenaj subteran.

Jud. Dambovita – doua compartimente cu drenaj subteran. (sase ani de cand
functioneaza fara probleme)

Jud. Buzau: Tratarea apelor reziduale intr-un bazin metalic subteran cu
evacuare pe gazon.

CONCLUZII ALE IMPACTULUI IMPLEMENTARII PROIECTULUI “COPMED”
ASUPRA CRESTERII NUMARULUI DE SOLICITANTI PENTRU UTILIZAREA
BIOTEHNOLOGIEI IN GOSPODARIILE PROPRII
- Dupa prima runda de conferinte organizate in cele opt centre
regionale ( Bucuresti, Timisoara, Cluj Napoca, Iasi, Constanta,
Ploiesti, Brasov si Craiova ) s-a constatat o crestere
semnificativa a interesului participantilor pentru implementarea
pe scara larga a biotehnologiilor si in tara noastra.
- Avand in vedere spectrul larg si profesionalismul celor care au
prezentat temele, informatia s-a raspandit in “pata de ulei”.
- Cel mai important lucru este ca interesul grupului tinta nu a
fost numai de natura pur teoretica ci a vizat aplicatiile practice si
modalitatile de implementare a biotehnologiilor in gospodarii.
- Principiul potrivit caruia un client multumit aduce alti 5-6, se
aplica si in acest domeniu,mai mult de jumatate din noii
utilizatori provin din recomandarile celor care au aplicat
biotehnologia in gospodarie.
N. Badiu - 2011