Harmaa - ympäristösovellukset
Bioteknologian ympäristösovelluksia ovat esimerkiksi ympäristöhaittojen vähentäminen, päästöjen käsittely ja pilaantuneen ympäristön puhdistaminen.
Uusilla tuotantoprosesseilla pyritään säästämään energiaa, raaka-aineita ja ympäristöä.
Moderni bioteknologia on tuonut uusia keinoja ympäristönsuojeluun ja ympäristöystävällisempiin teollisuuden prosesseihin. Harmaaksi bioteknologiaksi kutsutaan tekniikoita, joiden avulla parannetaan maata, puhdistetaan jätteitä ja tehostetaan kierrätystä. Alan tutkimus keskittyy puhtaampien tuotteiden ja tuotantoprosessien sekä kestävämpien viljelykäytäntöjen kehittämiseen. Tavoitteena on kehittää teollisuuteen yhä ympäristöystävällisempiä tuotantotapoja ja vähentää samalla ympäristölle haitallisia kemikaaleja runsaasti käyttäviä prosesseja.
Ympäristönsuojelun ja ympäristön laadun parantamisen alalla bioteknologia tarjoaa uusia mahdollisuuksia erityisesti ilman, maaperän ja veden suojeluun sekä jätehuoltoon. Ympäristön puhdistamista mikrobien tai kasvien avulla kutsutaan bioremediaatioksi. Vanhimpia sovelluksia ovat jäteveden puhdistus ja kompostointi bakteerien ja sienien avulla.
Ihmisen terveyden ja hyvinvoinnin kannalta haitallisimpia ympäristön saasteita ovat orgaaniset jätteet ja raskasmetallit kuten lyijy, elohopea ja kadmium. Bakteereita voidaan käyttää hyväksi raskasmetallien poistoon vedestä tai maaperästä. Myös elohopeapitoinen vesi voidaan puhdistaa bioreaktorissa bakteereiden avulla. Eräillä bakteereilla on kyky tuottaa entsyymiä, joka edistää öljyhiilivedyn hajoamista. Näitä bakteereita on käytetty jo pitkään öljyvuotojen puhdistamiseen.
Pilaantuneen maaperän kunnostus
Bioteknologiaa sovelletaan pilaantuneiden maa-alueiden, esimerkiksi vanhojen huoltoasemien maaperän puhdistukseen. Suomessa on suuri määrä kohteita, joiden maaperä on pilaantunut. Suurin osa aktiivisista kunnostusurakoista perustuu kalliiseen, koko maa-aineksen vaihtoon. Luotettavia, Suomen oloissa tehokkaiksi todettuja paikan päällä toteutettavia kunnostustekniikoita ei ole riittävästi tarjolla.
Helsingin yliopiston ympäristöekologian laitos kehittää kilpailukykyisiä menetelmiä maaperän puhdistamiseen paikan päällä. Tarve tällaisille käsittelytekniikoille on erityisesti kohteissa, joissa maa on rakenteiden, kuten talojen tai teiden alla.
Esimerkkejä biologisista menetelmistä pilaantuneen maaperän käsittelyyn ovat bioremediaatio eli maan puhdistaminen mikrobien tai kasvien avulla, biostimulaatio, jossa mikrobit hajottavat saasteet sekä entsyymaattinen käsittely, jossa käytetään sekä mikrobeja että entsyymejä hajotukseen. Ympäristöekologian laitoksella tutkitaan myös bakteerien kuljetusta maaperässä sähköosmoosin avulla.
Ympäristöystävälliset teollisuuden prosessit
Ympäristöystävällisissä prosesseissa hyödynnetään eläviä organismeja, esimerkiksi mikrobeja, tai entsyymejä, joiden avulla pystytään esimerkiksi muokkaamaan raaka-ainetta tehokkaasti. Myös itse raaka-aineet ovat osittain vaihtuneet. Biomassasta, eli uusiutuvista raaka-aineista yritetään kehittää uusia tuotteita korvaamaan öljyperäiset tuotteet.
Suomessa kehitetään uusia innovaatioita kemianteollisuuden prosessien korvaamiseksi bioteknisillä prosesseilla. Edistysaskeleita on saavutettu uusien entsyymisovelluksien ja tuotantomikrobien aineenvaihdunnan muokkauksen avulla. Biotekniset tuotantoprosessit ovat usein ympäristöystävällisempiä kuin esimerkiksi kemianteollisuuden prosessit. Ympäristösovelluksiin keskittyvä yritystoiminta on Suomessa kuitenkin vielä melko vähäistä.
Lue lisää: Biomassa EKSTRA >>>
Mikrobit puhdistavat paperitehtaan jätevedet
Jäteveden puhdistus on merkittävä ympäristöbioteknologian sovellusalue. Lohjan Kirkniemessä sijaitseva M-realin paperitehdas otti Suomessa ensimmäisenä paperitehtaana käyttöönsä biologisen jätevesien puhdistuksen vuonna 1984. Nykyisin lähes kaikilla suomalaisilla kemiallisen puunjalostuksen tehtailla käytössä oleva menetelmä on vähentänyt dramaattisesti paperitehtaiden päästöjä vesistöihin.
Biologisessa jätevesien puhdistuksessa eli aktiivilieteprosessissa jäteveden lietteen mikrobit syövät jätevedessä olevaa puun orgaanista ainesta ja käyttävät sitä oman kasvunsa rakennusaineina ja energianlähteenä. Mikrobien työn tuloksena syntyvä liete poistetaan prosessista. Mikrobimassan lisäksi aktiivilieteprosessissa syntyy hajoamistuotteina hiilidioksidia ja vettä. Aktiivilieteprosessi on pysynyt Kirkniemen tehtaalla parinkymmenen vuoden ajan biologialtaan samana, mutta puhdistuskapasiteettia on lisätty tuntuvasti.
Lue myös: Ympäristö ja bioteknologia >>>