اصلاح نانو میکروبی خاک آلوده

کشاورزی یکی از مهم ترین فعالیت های انسان در نظر گرفته می شود، زیرا منبع اصلی غذا، خوراک، سوخت و فیبر است.

این فعالیت می تواند مشکلات زیست محیطی زیادی ایجاد کند، به ویژه زمانی که از حشره کش ها و کودهای معدنی بیش از حد استفاده می شود. بنابراین، آلودگی کشاورزی ممکن است به چندین فعالیت اشاره داشته باشد که منجر به تخریب یا آلودگی اکوسیستم های کشاورزی می شود و بر رفاه انسان تأثیر می گذارد.

به عبارت دیگر، خاک کشاورزی، سلامت خاک و حاصلخیزی به شدت تحت تأثیر انواع مختلف و کلاس‌های مختلف آلاینده‌ها قرار گرفته است. برخی از آلاینده ها طول عمر بیشتری دارند و سرکش هستند.

آنها سال ها در خاک باقی می مانند و زنجیره غذایی را مختل می کنند و باعث عدم تعادل بیولوژیکی در خاک می شوند و در نهایت سلامت انسان را به خطر می اندازند. آفت‌کش‌ها، کودها، فاضلاب‌های خانگی و صنعتی، فعالیت‌های صنعتی و آلودگی خودروها منابع انسانی اصلی فلزات سمی و/یا متالوئیدهای خطرناک در خاک هستند .

نیاز مبرم اصلاح محیطی است که باید به عنوان اولویت مورد توجه قرار گیرد.

در دهه های اخیر، تکنیک های مختلفی برای این منظور استفاده شده است، مانند مایکورپالایی ، گیاه پالایی ، اصلاح گیاهی ، زیست پالایی ، اصلاح با استفاده از مواد جاذب زیستی مانند بیوچار ، مگس. خاکستر و کودهای آلی ، مواد هیومیک ، و نانومواد (NMs) از طریق اصلاح سبز. یا اصلاح ترکیبی.

مفهوم اصلاح پایدار اخیراً توجه زیادی را به خود جلب کرده است ، زیرا اساساً هدف آن کاهش غلظت آلودگی به سطوح بدون خطر و در عین حال اجتناب از اثرات زیست محیطی اضافی است. چندین پیشرفت اخیر در این زمینه چندین فناوری را در یک سیستم ترکیب کرده است که یک روش مقرون به صرفه و صرفه جویی در زمان برای ضدعفونی کردن یک سایت و در عین حال قادر به بازیابی کیفیت سایت ارائه می دهد.

به عنوان یک ابزار اقتصادی و زیست محیطی مناسب برای اصلاح مناطق آلوده، زیست پالایی یکی از راه حل های مشکلات آلودگی است.

استفاده از میکروارگانیسم ها برای حذف آلاینده ها از خاک، اصل کلیدی پاکسازی زیستی است.

همانطور که توسط آژانس حفاظت از محیط زیست تعریف شده است، زیست پالایی شامل تجزیه زیستی آلاینده های خطرناک برای کاهش سمیت یا شدت آنها است. چندین مزیت نسبت به رویکردهای فیزیکوشیمیایی، از جمله گزینش پذیری بالا، ویژگی، هزینه و عملکرد انرژی و تقاضای کم دارد.

با این حال، زیست پالایی این عیب را دارد که تجزیه ترکیبات سمی بیشتر طول می کشد، معمولا از چند ماه تا یک سال. همچنین استفاده از سایت‌هایی را که به شدت آلوده به آلاینده‌های سمی هستند، محدود می‌کند و در نتیجه از نظر استفاده از منابع ضرر می‌کند .

نانوذرات در بسیاری از زمینه‌های علمی از جمله خودرو، لوازم آرایشی، کشاورزی، مواد غذایی، منسوجات، هوانوردی، دفاع ، مهندسی، پزشکی و محیط‌زیست استفاده می‌شوند.

 با توجه به ابتکار ملی نانوتکنولوژی ایالات متحده (NNI)، مطالعات نسبتا کمی در مورد استفاده از فناوری نانو در تجزیه و تحلیل و دستکاری مواد تا اندازه ۱۰۰ نانومتر وجود دارد که در آن پدیده‌های منحصربه‌فرد کاربردهای جدیدی از فناوری نانو را ممکن می‌سازد.

نانوتکنولوژی به عنوان یک حوزه یکپارچه علم، فناوری و مهندسی در مقیاس نانو، شامل مشاهده، تجزیه و تحلیل، مدل‌سازی و دستکاری مواد در این محدوده اندازه است.

در سال‌های اخیر، نانوتکنولوژی به دلیل ذرات کوچک‌تر، نسبت سطح به حجم بالا،

سهولت استقرار در مکان‌های ضربه، انعطاف‌پذیری و مزایای دیگر به طور فزاینده‌ای برای حذف آلاینده‌ها مورد استفاده قرار گرفته است .

استفاده از فناوری نانو برای اصلاح محیطی توجه زیادی را به خود جلب کرده است.

تحقیقات در حال انجام و بسیاری از انتشارات نشان می‌دهند که چگونه فناوری نانو می‌تواند وظایف و چالش‌های اصلاحی را برطرف کند .

نانوپالایش فناوری است که توسط آژانس حفاظت از محیط زیست به عنوان مفید برای محیط زیست شناخته شده است. این به عنوان یک استراتژی قابل دوام برای تمیز کردن سایت سنتی  شناخته شده است.

تکنیک‌های مختلفی برای استفاده از NMs برای احیای خاک و آب (نانو پالایی) گزارش شده است، مانند نانو گیاه پالایی ، نانو زیست پالایی ، نانو Fe _۳ O _۴ ، نانو آهن صفر ظرفیتی ، نانو هیدروکسی آپاتیت ، نانو زئولیت ، نانو آهن صفر ظرفیت ، نانوذرات اکسید روی (NPs) ، نانو TiO2 _[ ۳ ] ]، نانوذرات تثبیت شده و نانو سیلیس.

این مطالعه فرصت‌هایی را برای حذف آلاینده‌ها، با تمرکز بر اصلاح با واسطه میکروب و استفاده از نانومواد برای احیای خاک‌های آلوده، و همچنین مزایا و خطرات بالقوه مرتبط با فناوری‌های نانوزیست پالایی، برجسته کرد. شکاف ها و چشم اندازهای آینده به طور جامع مورد بررسی قرار گرفت.

تکنیک های قبلی برای حذف فلزات سنگین (HMs) از خاک های آلوده شامل جذب زیستی و تجمع زیستی با استفاده از محصولات و باکتری ها است. با این حال، شواهد اخیر نشان داده است که استفاده از NPs در اصلاح HMs نتایج چشمگیری ایجاد کرده است.

مشخص شده است که استفاده از NPs در ارتباط با میکروب های خاص، چه به صورت متوالی یا همزمان، نتایج امیدوارکننده ای ارائه کرده است.

آنها نه تنها می توانند به حذف HM ها کمک کنند، بلکه می توانند به عنوان نانوحامل برای جمعیت های میکروبی یا جاذب های میکروبی عمل کنند.