जैव उपचारण क्या है? | Jaiv Upcharan Kya Hai

जैव उपचारण (Jaiv Upcharan Kya Hai) से तात्पर्य है- सूक्ष्म जीवों का प्रयोग करके पर्यावरण से विषैले प्रदूषक पदार्थों को हटाने की प्रक्रिया जैव-उपचारण कहलाती है।

जैव उपचारण (Jaiv Upcharan Kya Hai) क्या है?

जैव उपचारण ‘जीव-जन्तुओं (प्राथमिकतः सूक्ष्म जन्तु) के उपयोग से पर्यावरणीय प्रदूषकों को निम्नीकृत करना या अपशिष्ट उपचार द्वारा प्रदूषण रोकना है।’

जैव उपचारण पर्यावरण से प्रदूषकों को हटाकर संदूषित स्थानों के प्रत्यानयन एवं संभावित प्रदूषण को रोकने के लिए एक सबसे आदर्श वैकल्पिक प्रौद्योगिकी के रूप में विकसित हो रहा है।

जैव उपचारण का कार्य क्षेत्र तथा आवश्यकता

जैव उपचारण का प्रयोग पूरे विश्व में पर्यावरणीय प्रदूषकों को निम्नीकृत करने के लिए या अपशिष्ट नालों के प्रदूषण नियंत्रण के लिए हो रहा है। जैव उपचारण की आवश्यकता है क्योंकि कुछ रसायन पर्यावरण में इस स्तर तक संचित हो जाते हैं कि जन स्वास्थ्य या पर्यावरणीय गुणता के लिए खतरनाक होते हैं। OECD 1991 में संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा, जापान और पश्चिम यूरोपीय देशों में जैव प्रौद्योगिकी के पर्यावरणीय अनुप्रयोगों पर विचार करने के लिए वैज्ञानिकों और सरकारी प्रतिनिधियों की सभाएं प्रायोजित कर रही है। इस प्रकार की सभाओं में, अन्य क्षेत्रों के अतिरिक्त, प्रतिनिधियों ने जैव उपचारण की कला की अवस्था और सरकार किस प्रकार इसको अनुसंधान और विकास में सहायता के लिए विस्तृत कर सकती है।

जैव उपचारण (Jaiv Upcharan) का सिद्धांत

जैव उपचारण का सिद्धांत पर्यावरणीय प्रदूषकों को तोड़ने और नष्ट करने के लिए कुछ सूक्ष्मजीवों की प्राकृतिक क्षमताओं का उपयोग करने पर आधारित है। इस प्रक्रिया में निम्नलिखित प्रमुख तत्व शामिल हैं:

बायो वेंटिंग : इस प्रक्रिया के अंतर्गत कूप के माध्यम से वायु एवं पोषक तत्त्वों को प्रदूषित मृदा तक पहुँचाया जाता है जिससे कि स्थानीय जीवाणुओं की वृद्धि को बढ़ाया जा सके। यह ऐसी स्थिति में किया जाता है जब प्रदूषक सतह से काफी गहराई में स्थित होते हैं।

जैव छिड़काव: वायु को दाब द्वारा भूमिगत जल स्तर से नीचे तक प्रवेश करवाया जाता है जिससे भूमिगत जल में ऑक्सीजन की सांद्रता बढ़ सके ताकि संदूषकों के जैव अपघटन को बढ़ाया जा सके।

बायोस्टिमुलेशन: इस प्रक्रिया में पोषक तत्त्वों को कूप के माध्यम से प्रदूषित मृदा में भेजा जाता है, इससे मृदा में उपस्थित सूक्ष्म जीवों में वृद्धि हो जाती है परंतु इस प्रक्रिया में अधिक समय लगता है।

जैव संवर्द्धन: सूक्ष्म जीवों को किसी अन्य स्थान से लाकर संदूषित स्थान पर उनकी मात्रा बढ़ाना जैव संवर्द्धन कहलाता है। यह प्रक्रिया बायोस्टिमुलेशन से काफी बेहतर तकनीक है।

बायोरिएक्टर : यह एक यन्त्र होता है जिसमे एक नियंत्रित तंत्र के माध्यम से संदूषित ठोस पदार्थ एवं जल का उपचार किया जाता है।

जैविक उपचार की श्रेणियाँ

1) सूक्ष्मजीव उपचार-

i)  प्रदूषण उपचार को साफ करने के लिए वर्तमान में जैव उपचार विधियों में सूक्ष्मजीवों का उपयोग किया जाता है।

ii) जीवाणु कवक, और यीस्ट जैसे सूक्ष्मजीवी प्रणालियों का उपयोग करके पर्यावरण से विषाक्त और अन्य प्रदूषकों को समाप्त किया जा सकता है।

iii) सूक्ष्मजीव आसानी से सुलभ, जल्दी से परिभाषित, बहुत विविध व्यापक हैं, और विभिन्न प्रकार के जहरीले घटकों को खा सकते हैं।

iv) सूक्ष्म जीवो का उपयोग इन सीटू और एक्स-सीटू दोनों ही परिस्थितियों में किया जा सकता है।

v) मिट्टी से पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन प्रदूषकों के उन्मूलन के लिए कई जीवाणुओं का उपयोग किया जा सकता है।

vi) स्यूडोमोनास एरोमोनास, मोराक्सेला बेजरिनकिया, फ्लेवोबैक्टीरिया, क्रोमोबैक्टीरिया, नोकार्डिया, कोरीनेबैक्टीरिया, एसीनेटोबैक्टर माइकोबैक्टेना, मोडोकोकी, स्ट्रेप्टोमाइसीज, बेसिली, आर्थ्रोबैक्टर, एरोमोनास और साइनोबैक्टीरिया उन जीवाणुओं में से हैं जो महत्त्वपूर्ण प्रदूषकों को तोड़ सकते हैं

2) पादप उपचार

पादप उपचार एक प्रकार का उपचार है जिसमें पौधों का उपयोग मिट्टी और भूजल में संदूषकों को हटाने, परिवहन, स्थिर करने और / या खत्म करने के लिए किया जाता है। यह पादप उपचार अधिक श्रेणियों में बांटा गया है-

i) मूलपरिवेशी जैवनिम्नीकरण – इस प्रक्रिया के दौरान पौधे अपनी जड़ों के माध्यम से प्राकृतिक यौगिकों को छोड़ते हैं, जिससे मिट्टी के सूक्ष्मजीव को पोषण मिलता है। जैविक अपघटन सूक्ष्मजीव द्वारा सहायता प्राप्त है।

ii) पादपों का स्थिरीकरण-पादप द्वारा उत्पादित रासायनिक यौगिक इस प्रक्रिया द्वारा अशुद्धियों को विघटित करके उन्हें स्थिर कर देते हैं।

iii) पादप अवशोषण – इस प्रक्रिया के दौरान पौधों की जड़ें प्रदूषकों, साथ ही अन्य पोषक तत्वों और पानी को अवशोषित करती हैं दूषित द्रव्यमान समाप्त नहीं होता है; इसके अतिरिक्त, यह पौधों की शाखाओं और पत्तियों में जमा हो जाता है इस प्रक्रिया का उपयोग ज्यादातर धातु युक्त अपशिष्ट के लिए किया जाता है।

iv) जल धाराओं के उपचार के लिए जल संवर्धन तंत्र (राइजोफिल्ट्रेशन) – राइज़ोफिल्ट्रेशन एक समान फाइटोएक्यूमुलेशन है को छोड़कर इसके स्वच्छ पौधों को ग्रीनहाउस में उनकी जड़ों के साथ पानी में उगाया जाता है। एक्स- सीटू भूजल उपचार के लिए विकास की इस विधि को लागू किया जा सकता है। इन पौधों की सिंचाई के लिए भूजल की सतह पर नल किया जाता है। एक सिंथेटिक मिट्टी का माध्यम, जैसे कि पेर्लाइट या वर्गीक्यूलाइट के साथ मिश्रित रेत, सामान्यतः जल संवर्धन तंत्र में उपयोग किया जाता है।

v) पादप-क्षरण – वास्तव में पौधे इस प्रक्रिया पौधों के ऊतकों के भीतर प्रदूषकों का चयापचय और विनाश करते हैं।

(vi) जलीय नियंत्रण – इस प्रक्रिया में पेड़ अप्रत्यक्ष रूप से भूजल प्रवासन को नियंत्रित करते हैं जब पेड़ों की जड़ें जल स्तर तक पहुंचती हैं और एक घने जड़ द्रव्यमान बनाती हैं जो बड़ी मात्रा में पानी को अवशोषित करती है, तो वे प्राकृतिक पंप के रूप में काम करते हैं।

जैविक उपचार विधियों के प्रकार

जैविक उपचार द्वारा खतरनाक और जहरीले प्रदूषकों ( जीनोबायोटिक) का सक्रिय प्रबंधन पर्यावरण जैव प्रौद्योगिकी का मुख्य पहलू है। इन सीटू और एक्स सीटू जैविक उपचार पर्यावरण सफाई प्रक्रिया करने के दो तरीके हैं।

इन सीटू जैविक उपचार में

इन सीटू जैविक उपचार सीधे प्रदूषण (मिट्टी, भूजल ) के स्रोत पर सूक्ष्मजैविक रूप से अपमानजनक जीनोबायोटिक के लिए एक विधि है स्थानों पर पर्याप्त पोषक तत्वों को शामिल करने से सूक्ष्मजैविक विकास में वृद्धि होती है। ये सूक्ष्मजैविक उनके संपर्क में आने पर जीनोबायोटिक (प्रदूषक) को पचाने की चयापचय क्षमता विकसित करते हैं। आवश्यक पोषक तत्वों ( नाइट्रोजन, फास्फोरस, आदि) का स्रोत सूक्ष्मजीव के विकास और जैव निम्नीकरण को प्रकट करने के उनके योग्यता को नियंत्रित करता है। तेल रिसाव, समुद्र तटों आदि की सफाई के लिए इन सीटू जैविक उपचार लागू होता है।

एक्स सीटू जैविक उपचार

एक्स सीटू जैविक उपचार एक ऐसी तकनीक है जिसमे प्रदूषित स्थलों से अपशिष्ट या जहरीली सामग्री एकत्रित करके और आवश्यक सूक्ष्म जीव का उपयोग करके जैविक उपचार को किसी विशिष्ट चुने हुए स्थानों पर किया जा सकता है यह विधि इन सीटू जैविक उपचार की तुलना में स्पष्ट रूप से बेहतर है और कुछ मामलों में इसे प्रभावी ढंग से लागू किया गया है।

जैविक उपचार को प्रभावित करने वाले कारक

1. तापमान

2. पीएच

3. ऑक्सीजन की उपलब्धता

4. प्रदूषक की एकाग्रता

5. पोषक तत्वों की उपलब्धता

6. माइक्रोबियल अनुकूलन (अनुकूलन)

7. जैव उपलब्धता

8. रेडॉक्स क्षमता

जैव उपचारण में प्रयुक्त सूक्ष्मजीव

जैव उपचारण बैक्टीरिया, कवक, शैवाल और खमीर का उपयोग करके संदूषित सामग्री को हटाने की प्रक्रिया है।

जैव उपचारण में उपयोग किए जाने वाले सूक्ष्मजीव समूह हैं-

एरोबिक बैक्टीरिया – जैसे स्यूडोमोनास, एसिनेटोबैक्टर, स्फिंगोमोनास, नोकार्डिया, फ्लेवोबैक्टीरियम, रोडोकोकस और माइकोबैक्टीरियम आदि।

अवायवीय जीवाणु–  क्लोरीनयुक्त सुगंधित रसायनों, पॉलीक्लोरीनयुक्त बाइफिनाइल।

जैविक उपचार के अनुप्रयोग

विभिन्न संदूषकों और प्रदूषित स्थलों की सफाई में बायोरेमेडिएशन के अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। बायोरेमेडिएशन के कुछ प्रमुख अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

धातुओं, रेडियोन्यूक्लाइड और कीटनाशकों का उपचार

विस्फोटक, ईंधन, वीओसी और एसवीओसी का उपचार

परक्लोरेट का फाइटोरेमेडिएशन

मिट्टी और भूजल की सफाई

पेट्रोलियम उत्पादों का निवारण

उत्पादन-संबंधी रसायनों का उपचार

लैंडफिल निवारण

अत्यधिक उर्वरित खेतों का उपचार

लकड़ी परिरक्षक संदूषण की सफाई

खदान अवशेष का निवारण

यातायात मार्गों पर रासायनिक रिसाव की सफाई

जैविक उपचार के फायदे

1) यह एक प्राकृतिक विधि है जो पारिस्थितिक तंत्र को बहुत ही कम नुकसान पहुंचाती है।

2) जैविक उपचार से कम जोखिम भरा उपोत्पाद मिलता है। क्योकि विषाक्त पदार्थों और प्रदूषकों को सामान्यतः पानी और कार्बन डाइऑक्साइड जैसी हल्की गैसों में बदल दिया जाता है,

3) जैविक उपचार तकनीक बहुत ही सस्ता है क्योंकि इसमें बहुत सारे उपकरण या काम की आवश्यकता नहीं होती है।

4) जैविक उपचार की तकनीक में संदूषक को निम्नीकृत करने के लिए आवश्यक सटीक सूक्ष्म जीव को उपयुक्त सीमित कारक का चयन करके चुना जा सकता है

जैव उपचारण के नुकसान

1) कभी-कभी जैव निम्नीकरण उत्पादों की विषाक्तता और जैव उपलब्धता का निर्धारण नहीं किया जाता है।

2) निम्नीकरण के उप-उत्पादों को भूजल में या जन्तुओं में जैव-संचित किया जा सकता है।

3) पौधों के चयापचय चक्र में विभिन्न पदार्थों की नियति को नियंत्रित करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है ताकि पौधों की बूंदों और उत्पादों में जहरीले या खतरनाक रसायनों को खाद्य श्रृंखला में शामिल न किया जा सके।

4) शोधकर्ताओं को इसकी जानकारी पता करनी चाहिए कि पेड़ के पत्तों और लकड़ी में जमा होने वाले प्रदूषक पतझड़ में पत्ते गिरने पर निकलते हैं या जब पेड़ों से बने जलाऊ लकड़ी या गीली घास का उपयोग किया जाता है। 5) यदि कटे हुए पौधों में भारी मात्रा में भारी धातुएँ हों, तो निस्तारण एक चुनौती हो सकती है।

6) प्रदूषकों की गहराई के कारण उपचार सीमित है। यह सामान्यतः केवल उथली मिट्टी नदियों और भूजल को प्रभावित करता है।

7) पादप उपचार ज्यादातर कम प्रदूषक सांद्रता वाले क्षेत्रों और उथली मिट्टी धाराओं और भूजल में प्रदूषण के लिए आरक्षित होता है।

8) पादप उपचार का प्रदर्शन स्थान के आधार पर मौसमी हो सकता है। अन्य जलवायु तत्वों का भी इसकी प्रभावकारिता पर प्रभाव पड़ेगा।

9) एक विशिष्ट पादप समुदाय की स्थापना उपचार की सफलता को नियंत्रित करती है नई पौधों की प्रजातियों के अवलोकन के व्यापक पारिस्थितिक परिणाम हो सकते हैं। इस पर पहले से शोध और निरीक्षण की जानी चाहिए।

10) पादप उपचार के लिए व्यापक मात्रा में भूमि की आवश्यकता होती है ।

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