کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

صفحه اصلی / هفتمین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

مهندسی ژئوشیمی و فناوری‌های نوین بیوژئوشیمیایی در حل مسائل زیست‌محیطی

نویسندگان :

ندا فاضلی فارسانی¹

1- دانشگاه شیراز

کلمات کلیدی :

ژئوشیمی،بیوژئوشیمیایی،زیست‌محیطی،فناوری‌های نوین

چکیده :

شتاب توسعه صنعتی و گسترش فرآیندهای احتراق و سنتز شیمیایی، منجر به انتشار بی‌سابقه آلاینده‌های پایدار و سمی نظیر فلزات سنگین، ترکیبات آلی دیرتجزیه‌پذیر و دیوکسین‌ها شده است که تعادل اکوسیستم‌ها و سلامت عمومی را تهدید می‌کند. روش‌های متعارف پالایش محیط‌زیست، علی‌رغم کارایی نسبی، با محدودیت‌هایی نظیر هزینه‌های بالا، زمان‌بر بودن و خطر تولید آلاینده‌های ثانویه مواجه هستند. هدف از این مقاله مروری، تبیین پارادایم‌های نوین در مدیریت آلودگی‌های زیست‌محیطی با تمرکز بر همگرایی مهندسی ژئوشیمی، بیوژئوشیمی مهندسی‌شده و فناوری‌های زیست‌حسگری است. در این راستا، مکانیسم‌های کلیدی زیست‌پالایی، زیست‌تحریک، زیست‌افزایی، رسوب‌گذاری میکروبی کربنات کلسیم و زیست‌پوشش‌دهی، همراه با کاربردهای نانومواد مهندسی‌شده و گیاه‌پالایی در حذف هدفمند آلاینده‌ها مورد تحلیل قرار گرفته است. افزون بر این، اصول طراحی، طبقه‌بندی و مزایای رقابتی زیست‌حسگرهای مبتنی بر آنزیم، آنتی‌بادی، اسید نوکلئیک و آپتامر برای پایش بلادرنگ آلاینده‌ها در ماتریس‌های آب، خاک و هوا بررسی شده است. یافته‌ها نشان می‌دهد که تلفیق این فناوری‌ها با مدل‌سازی پیشرفته، یادگیری ماشین و اصول اقتصاد چرخشی، امکان گذار از پالایش واکنشی به مدیریت پیش‌دستانه، هوشمند و پایدار آلودگی‌ها را فراهم می‌سازد. با وجود چالش‌هایی نظیر پایداری عملیاتی در شرایط محیطی پیچیده، اثرات ماتریسی و محدودیت‌های تجاری‌سازی، چشم‌اندازهای آینده شامل توسعه پلتفرم‌های دیجیتال یکپارچه، زیست‌حسگرهای نسل مبتنی بر زیست‌شناسی مصنوعی و سیستم‌های تشخیصی مولکولی پیشرفته و پلتفرم‌های بازیابی منابع است. نتیجه‌گیری کلی حاکی از آن است که موفقیت این راهکارهای نوین مستلزم همکاری چندجانبه پژوهشی-صنعتی، تدوین استانداردهای بین‌المللی و سرمایه‌گذاری هدفمند در پژوهش‌های میان‌رشته‌ای است.