Xử lý sinh học là một lĩnh vực hấp dẫn để khám phá nếu bạn quan tâm đến sinh thái, hệ sinh thái và phục hồi thiên nhiên. Đây là quá trình chúng ta sử dụng thực vật, vi khuẩn hoặc nấm để làm sạch không khí, đất hoặc nước bị ô nhiễm. Có rất nhiều quy trình tự nhiên có thể được phối hợp thực hiện để dọn dẹp mớ hỗn độn mà chúng ta tạo ra.
Tất cả chúng ta đều biết rằng sự phát triển của con người thường phải trả giá bằng môi trường. Nhiều cảnh quan và hệ sinh thái đã bị suy thoái nghiêm trọng do hoạt động của con người và bị ô nhiễm bởi ngành công nghiệp cũng như quản lý chất thải kém. Nhưng tin tốt là các kỹ thuật xử lý sinh học có thể được sử dụng để loại bỏ hoặc giảm thiểu các chất ô nhiễm và “sửa chữa” các hệ sinh thái đã bị hư hại.
Dưới đây là một số ví dụ về xử lý sinh học, đóng vai trò minh họa cho những gì có thể thực hiện được.
Làm sạch không khí
Điều thú vị đầu tiên cần xem xét là khả năng thu hồi carbon sinh học. Dự án thu giữ carbon của Algoland là một ví dụ về cách khai thác quá trình quang hợp sinh học để thu giữ carbon ở cấp độ nhà máy.
Vi tảo đang được tìm kiếm như những nhà máy sinh học hấp dẫn để cô lập CO2 và đồng thời sản xuất nhiên liệu sinh học tái tạo, thực phẩm, thức ăn chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản cũng như các sản phẩm giá trị gia tăng khác như mỹ phẩm, dược phẩm dinh dưỡng, dược phẩm, phân bón sinh học, hoạt chất sinh học. Ví dụ, tại nhà máy điện Drax ở Anh, họ đang xem xét biến CO2 thành thức ăn cho cá. Rong biển cũng đang được khám phá vì tiềm năng cô lập carbon trong nhà máy lọc sinh học.
Xử lý sinh học cũng liên quan đến việc sử dụng vi sinh vật để loại bỏ ô nhiễm khí quyển khác. Lọc sinh học hiện được sử dụng thay thế cho quá trình lọc hóa học ở nhiều nhà máy để loại bỏ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khỏi khí thải công nghiệp. Các vi sinh vật sống trong môi trường nuôi cấy có thể thay thế sẽ phân hủy chất gây ô nhiễm thành carbon dioxide, nước hoặc muối. Đây là kỹ thuật sinh học duy nhất hiện có để xử lý các chất ô nhiễm trong không khí.
Một loạt các quy trình enzyme cũng có thể được sử dụng trong các quy trình công nghiệp để giảm số lượng chất gây ô nhiễm có hại trong hệ thống nhà máy. (Người ta cũng đã phát hiện ra các loại enzyme có thể giúp chống lại các dạng chất thải khác – chẳng hạn như loại enzyme ăn nhựa.)
Trong môi trường rộng lớn hơn—ở các thành phố và xung quanh các khu công nghiệp, cũng có những giải pháp sinh học khác có thể giúp làm sạch không khí. Trồng nhiều cây hơn có thể giúp giảm ô nhiễm không khí. Nhưng rêu đã được chứng minh là công cụ hiệu quả trong việc đo lường mức độ ô nhiễm khí quyển. Và một số loài rêu nhất định có khả năng tích tụ kim loại nặng cao hơn đáng kể so với lá cây..
Nitơ oxit, ozon và các hạt vật chất được rêu hấp thụ, bù đắp cho nhiều tấn CO2 tương đương mỗi năm. Điều này đã dẫn đến việc phát minh ra “Cây thành phố” – một bộ lọc rêu được sử dụng làm “bộ lọc bụi mịn công nghệ sinh học cho không gian đô thị”, đã được sử dụng ở Na Uy, Pháp, Đức, Bỉ, Anh, Macedonia và Hồng Kông. Một CityTree được cho là tương đương với 275 cây xanh – không chỉ cô lập carbon mà còn loại bỏ các chất độc hại khác ra khỏi không khí thành phố. Việc bố trí các công trình này gần các khu công nghiệp và xung quanh thành phố sẽ giúp làm sạch không khí mà chúng ta hít thở.
Nước tẩy rửa
Xử lý sinh học sử dụng vi sinh vật đang được sử dụng ngày càng nhiều trong việc khử nhiễm nước bị ô nhiễm bằng lò phản ứng sinh học. Và đất và nước ngầm có thể được khử nhiễm bằng phương pháp xử lý sinh học tại chỗ bằng vi khuẩn và nấm. Các loài vi sinh vật như tuyến trùng và động vật nguyên sinh cũng đang được nghiên cứu về chức năng sinh thái và tiềm năng xử lý sinh học của đất bị ô nhiễm.
Nước cũng có thể được làm sạch thông qua hệ thống lọc tầng sậy và hệ thống đất ngập nước được xây dựng. Các đầm lầy thực vật và các đặc điểm quản lý cảnh quan thủy văn khác có thể lấy đi dòng chảy từ các bề mặt cứng như đường và ngăn ngừa ô nhiễm hệ sinh thái xung quanh. Sử dụng thực vật để xử lý sinh học được gọi là xử lý bằng thực vật.
Làm sạch đất
Một số loại nấm cũng có thể được sử dụng trong việc phục hồi hệ sinh thái và xử lý sinh học. Việc sử dụng nấm để chữa bệnh thường được gọi là mycoremediation. Nhiều báo cáo đã được công bố để nhấn mạnh vai trò của nấm trong việc xử lý sinh học chất thải bằng quá trình phân hủy sinh học, hấp thụ sinh học và chuyển đổi sinh học.
Cây siêu tích lũy cũng có thể được trồng ở những nơi bị ô nhiễm (xử lý bằng thực vật) để loại bỏ kim loại nặng và các chất ô nhiễm khác từ đất. Bằng cách nhận ra khả năng tích tụ chất độc hại của một số loài thực vật cụ thể, cảnh quan đã bị ô nhiễm có thể được phục hồi.
Thiên nhiên là một điều tuyệt vời. Thông thường, nó có thể cung cấp tất cả các giải pháp mà chúng ta cần để khắc phục những thiệt hại mà nhân loại đang và đã gây ra. Mặc dù vẫn còn rất nhiều việc phải làm nhưng rõ ràng là các giải pháp sinh học mang lại hy vọng rằng chúng ta có thể dọn dẹp một số mớ hỗn độn mà chúng ta đã gây ra.
Tất nhiên, việc tìm ra cách chúng ta có thể tránh làm tổn hại và suy thoái môi trường tự nhiên ngay từ đầu là vô cùng quan trọng. Chúng ta không thể tự mãn trong việc giảm khí thải và ô nhiễm. Nhưng khi chúng ta chuyển sang một tương lai hậu carbon, các giải pháp sinh học chắc chắn có thể giúp chúng ta tìm ra con đường phía trước.