Využitie biomasy v environmentálnych biotechnológiách

1. Využitie biomasy v environmentálnych biotechnológiách Mgr. Slavomír Čerňanský Katedra ekosozológie a fyziotaktiky Univerzita Komenského v Bratislave

2. Základné pojmy 1 • biomasa – živá, mŕtva = neživá • biotechnológie – akékoľvek technológie využívajúce biomasu

3. Základné pojmy 2 • environmentálne biotechnológie – technológie využívajúce biomasu v prospech človeka na: - sledovanie kolobehov prvkov v prostredí - úpravu a čistenie vôd, dekontamináciu pôd, sedimentov, skládkového materiálu a pod.

4. Biomasa v environmentálnych biotechnológiách • odpadová drevná hmota • rastlinná masa z poľnohospodárskych aktivít • živočíšny odpad • mikrobiálna biomasa – najpoužívanejšia forma biomasy

5. Mikrobiálna biomasa • mikrobiálna biomasa – organická hmota tiel mikroorganizmov - môže byť živá alebo neživá • najčastejšie sa používa odpadová biomasa z fermentačných priemyselných procesov – výroba antibiotík, kyseliny citrónovej, rastových látok a i.

6. Mikroorganizmy v environmentálnych biotechnológiách • mikroskopické vláknité huby (tzv. plesne) • kvasinky • baktérie • mikroskopické riasy • iné skupiny mikroorganizmov (menej sledované)

7. Mikroskopické vláknité huby

8. Baktérie

9. Kvasinky

10. Riasy

11. Využitie mikrobiálnej biomasy v environmentálnych biotechnológiách • biosorpcia • biotransformácie - biooxidácia - bioredukcia - biovolatilizácia

12. Biosorpcia 1 • proces, pri ktorom sú znečisťujúce látky (ťažké kovy, organické látky a i.) vychytávané z roztokov a viažu sa na biomasu, pričom vzniká nezávadný roztok • biomasa s nasorbovanými znečisťujúcimi látkami sa buď skládkuje, alebo sa z nej spätne získavajú nasorbované látky

13. Biosorpcia 2 • alternatíva ku klasickým (konvenčným) metódam čistenia odpadových vôd • ekonomicky výhodná metóda • metóda nepoškodzujúca životné prostredie • nutnosť výstavby bioreaktorov • možnosť použitia živej alebo neživej biomasy

14. Biosorpcia – schéma fungovania

15. Biosorpcia - bioreaktory

16. Biotransformácie 1 • mikrobiálne procesy, pri ktorých dochádza k zmenám rôznych vlastností rôznych zlúčenín • zmena oxidačného stavu, toxických vlastností, schopnosti migrovať v prostredí, zmena skupenstva • nutnosť použitia živých mikroorganizmov

17. Biotransformácie 2 • biooxidácia a bioredukcia – pri procesoch sa využívajú najmä baktérie • aplikácia v prípade kyslých odpadových vôd • efektívne získavanie kovov z odpadových vôd

18. Biovolatilizácia • premena anorganických zlúčenín ťažkých kovov na organické PRCHAVÉ zlúčeniny činnosťou mikroorganizmov • v súčasnosti sa vo svete proces aplikuje len zriedkavo (napr. selénom kontaminované poľnohospodárske oblasti v USA)

19. Výhody a nevýhody použitia mikrobiálnej biomasy 1 Výhody: • finančná nenáročnosť (je to odpadová biomasa) • odstránenie až 99 % znečisťujúcich látok • procesy nepoškodzujú životné prostredie

20. Výhody a nevýhody použitia mikrobiálnej biomasy 2 Nevýhody: • malý záujem znečisťovateľov • technologické aplikácie sú v štádiu výskumu

21. Použité zdroje www.lamington.nrsm.uq.edu.au/ http://www.fungi.dk/pic www1.fccj.cc.fl.us/dbyres/images http://wellino.de/aspergillus/images http://www.forensica.com http://res2.agr.ca/winnipeg/storage/images/hi-res/mould/aspe06-h.jpg http://www.eptcorp.com/images/news/824boothview.jpg http://www.biosorption.com/ www.google.com - images