استعمال المشتتات الحيوية Biosurfactants في معالجة التربة

من الطرق الحيوية لإزالة المعادن من التربة هو استعمال المشتتات الميكروبية، اذ لها تأثير كبير لإزالة المعادن الثقيلة من التربة وذلك بالتأثير على الصعوبة التي تواجه إزالة المعادن وهي عملية الامتزاز وانتقال الكتلة المحدد وبالتالي مقاومة عملية النقل الى الطور المائي. والمشتتات الحيوية تنتج من قبل النباتات والحيوانات وأنواع مختلفة من الاحياء المجهرية. ويفضل استعمال المشتتات الحيوية لمعالجة تلوث التربة لأنها:

• قليلة الكلفة.
• قابلة للتحلل الحيوي.
• يمكن انتاجها في مواقع التلوث.

والطبيعية والكيماوية للمشتتات هي جزيئات هجينة او امفوتيرية تتكون من جزء لا قطبي وجزء ايوني قطبي. وتؤدي في المحاليل المائية الى تقليل الشد السطحي بتجمعها عند تلاقي السطوح مؤدية الى تكوين المستحلبات بين السوائل ذات القطبية المختلفة. وعندما تكون بتراكيز واطئة تكون بشكل جزيئات مستقلة، وعند زيادة تراكيزها الى الحد الحرج Critical micelle concentration (CMC) لا تقوم بعملها، فعند تركيز CMC فانها تكون بشكل فتيتات (Micelle) اي بشكل كريات صغيرة، او بشكل حويصلات ثنائية الطبقة اعتمادا على تركيب المشتت والرقم الهيدروجيني للمحلول الذي يوجد فيه، والفتيتات تكون أصغر من الحويصلات وأقطارها اقل من 5 نانومتر وتتكون من طبقة واحدة والجزء القطبي الى الخارج باتجاه المحلول المائي، والجزء الكاره للماء الى الداخل اي مركز الفتيتة. اما الحويصلات فتكون اكبر ويصل قطرها الى 10 – 500 نانومتر وتكون ثنائية الطبقة تشبه الأغشية الخلوية وتكون الطبقة القطبية الى الخارج في مواجه الطور المائي والجزء اللاقطبي الى الداخل مدفون بين الطبقتين وبذا يكون داخل وخارج الحويصلة محب للماء.

والطبقات الثنائية يمكن ان توجد بشكل صفائح وهي التركيب الاساسي لمعظم المشتتات، وصفحات الطبقة الثنائية غير محددة الحجم. فاذا كان المحلول على جانبي الصفيحة متماثل من حيث الصفات فان الطبقة الثنائية للمشتتات ستكون متشابهة. اما اذا كانت الطبقات عند تلاقي السطوح Interfaces مثل تلاقي الهواء مع الماء او تلاقي سائل مع سائل اخر فان الطبقات الثنائية تظهر صفات غير متماثلة. ويصل التركيز الحرج CMC للمشتتات الحيوية عامة الى 1- 200 ملغم / لتر. ولها تراكيب كيماوية مختلفة اعتمادا على الكائن المنتج، وتصل أوزانها الجزئية الى 300 – 1500 ما عدا بعض الاستثناءات مثل المنتجة من Pseudomonas النامية على Hexadecane فتنتج مشتتات يصل وزنها الجزيئي الى 14300 وتحوي على البروتينات.

وتستطيع المشتتات المستعملة ان تزيل المواد الكيماوية ومنها المعادن، ولكنها تكون اكفاء في ازالة التلوث بالمواد العضوية. واضافة الى ذلك تشجع المشتتات عملية فك الامتزاز للمعادن الثقيلة من الطور الصلب اي من حبيبات التربة او تحريكها الى الطور السائل وذلك بعمل معقدات مع الايونات الحرة في الطور السائل مما يؤدي الى انفكاك المرتبطة لتنقل الى السائل . ويمكن ان يؤدي تجمع المشتتات عند التقاء الاطوار المختلفة الى جعلها في ملامسة مباشرة مع المعادن الممتزة على حبيبات التربة وسحبها وتعتمد هذه الفعالية على الشحنات المحمولة على المشتتات ومدى مزاحمة الموجب منها على الشحنات السالبة على سطح الطين مع أيونات المعادن موجبة الشحنة.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .