لخّصلي

تم اختيار ثلاثة كائنات حية واعدة معدلة وراثيًا لمعالجة مياه الصرف الصحي، هي: البكتيريا، وفطريات العفن الأبيض، والطحالب الدقيقة، بهدف مقارنة سبل تطبيقها المحتملة. تُستخدم البكتيريا حاليًا في الحمأة المنشطة، بينما تُعالج فطريات العفن الأبيض النفايات الصناعية، وتُزرع الطحالب الدقيقة لإنتاج الغاز الحيوي ومركبات أخرى.

أُجري تحليل متعدد المعايير لتقييم هذه الكائنات، مع الأخذ في الاعتبار أن هذا التحليل يمثل توقعات حالية وقصيرة الأجل. أشار التحليل إلى أن الطحالب الدقيقة تتمتع بإمكانات أكبر للتنفيذ في معالجة مياه الصرف الصحي. سجلت الطحالب الدقيقة درجات أعلى في تقليل الانبعاثات التشغيلية ومسببات الأمراض، حيث يمكنها توفير مصدر إضافي للطاقة وتقليل الانبعاثات، كما أظهرت قدرة فائقة على تقليل مسببات الأمراض مقارنةً بالمعالجة التقليدية.

من حيث قدرتها على معالجة الملوثات، كان أداء البكتيريا والطحالب الدقيقة متشابهًا، لكن فطريات العفن الأبيض سجلت درجات أقل لاقتصارها على ملوثات صناعية محددة، مما يجعلها مفيدة في حالات معينة. تعكس درجات البكتيريا والطحالب الدقيقة العالية إمكانية تحسين استخدامها في تقنيات المعالجة التقليدية.

أما بالنسبة لسهولة التنفيذ والصيانة، فقد سجلت بعض الكائنات درجات منخفضة لحاجتها لبيئات خاضعة لرقابة صارمة، وتتطلب البكتيريا صيانة أكبر لحساسيتها. يتطلب تطبيق جميع هذه الكائنات المعدلة وراثيًا توفير بنية تحتية ثانوية لمعالجة مياه الصرف الصحي.

مقدمة موجزة عن الكائنات المعدلة وراثيًا المختارة

تم اختيار ثلاثة كائنات واعدة ذات إمكانات معدلة وراثيًا في معالجة مياه الصرف الصحي لمقارنة سبل التنفيذ المحتملة: البكتيريا، وفطريات العفن الأبيض، والطحالب الدقيقة.

تُستخدم البكتيريا بشكل شائع في مرافق معالجة مياه الصرف الصحي الحالية عبر الحمأة المنشطة، وتُدرس ككائنات نموذجية (18-20). يُستخدم فطريات العفن الأبيض بشكل متزايد في المعالجة الحيوية للنفايات الصناعية أو حوادث الانسكابات النفطية، ويمكن هندستها لزيادة هذه القدرات (21-23). ​​تُستخدم الطحالب الدقيقة غالبًا في المفاعلات الحيوية لمعالجة مياه الصرف الصحي، وتُزرع لإنتاج مركبات مختلفة، بما في ذلك الغاز الحيوي، وتُعدّل عادةً لزيادة إنتاج الغاز الحيوي (24-27). لمزيد من التفاصيل حول هذه الكائنات المعدلة وراثيًا واستخداماتها المحتملة في معالجة مياه الصرف الصحي (انظر A6).

تحليل الكائنات المعدلة وراثيًا
أُجري تحليل متعدد المعايير (MCA) لتقييم البكتيريا المعدلة وراثيًا، وفطريات العفن الأبيض، والطحالب الدقيقة. قورنت الدراسات المتعلقة بتطبيقاتها بتطبيقات تقنية معالجة مياه الصرف الصحي الحالية، وحصلت على درجات تتراوح بين 0 و5 بناءً على خمسة معايير مختلفة (الشكل 2). ونظرًا لحداثة تقنية الهندسة المعدلة وراثيًا، يتعذر إجراء تقييم دقيق لتكاليف الاستثمار والتنفيذ، ولم يُنظر في هذا التحليل متعدد المعايير، مع إمكانية إيجاد مصادر تمويل محتملة للتنفيذ في الحالات المحتملة. علاوة على ذلك، يُلقي هذا التحليل لتقنية الهندسة المعدلة وراثيًا نظرة على التوقعات الحالية وقصيرة الأجل، وبالتالي، قد تتغير طريقة تعديل كل كائن حي لتحقيق درجة كاملة لجميع المعايير مع ازدياد فهمنا لها وكيفية تعديلها. يشير التحليل إلى أن الطحالب الدقيقة تتمتع بإمكانيات أكبر للتنفيذ في معالجة مياه الصرف الصحي مقارنةً بالبكتيريا والفطريات (الشكل 2). سجلت الطحالب الدقيقة درجات أعلى في (i) الانبعاثات التشغيلية و(ii) تقليل مسببات الأمراض، حيث ثبت أن إدراج البكتيريا المعدلة وراثيًا وفطريات العفن الأبيض في معالجة مياه الصرف الصحي لن يُغير بشكل كبير من آلية عمل مرافق معالجة مياه الصرف الصحي في هذين الجانبين. ومع ذلك، نظرًا لزراعة الطحالب الدقيقة في بعض مرافق معالجة مياه الصرف الصحي لإنتاج الغاز الحيوي، فإنها يمكن أن تعمل كمصدر إضافي للكربون من خلال توفير مصدر للطاقة وإلغاء بعض الانبعاثات 25،27،28.

بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الطحالب الدقيقة قدرة على تقليل مسببات الأمراض في معالجة مياه الصرف الصحي بمعدل أعلى من المعالجة التقليدية 29. من حيث القدرة على معالجة الملوثات في مياه الصرف الصحي، كان أداء البكتيريا والطحالب الدقيقة مشابهًا، لكن فطريات العفن الأبيض سجلت درجات أقل نظرًا لاقتصارها على ملوثات محددة (مثل الملوثات الصناعية الثقيلة) 21،30،31. تُستخدم البكتيريا والطحالب الدقيقة في العديد من تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية، لذا فإن ارتفاع درجتها يعكس إمكانية تحسين استخدامها الحالي 26، 32-34. أما فطريات العفن الأبيض، فقد سجلت درجات أقل للاستخدام في النفايات البلدية العامة، ولكن ينبغي أخذها في الاعتبار في حالات محددة تُشكل فيها النفايات الصناعية مشكلة 21، 30، 31.

سجلت بعض الكائنات الحية الدقيقة درجات منخفضة في سهولة التنفيذ والصيانة، نظرًا لحاجتها إلى بيئات خاضعة لرقابة شديدة. وتتطلب البكتيريا صيانة أكبر قليلاً نظرًا لحساسيتها العالية للتغيرات في بيئتها، مثل الرقم الهيدروجيني والملوحة 9. وأخيرًا، لتطبيق جميع الكائنات الحية المعدلة وراثيًا المختارة في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي، يجب توفير بنية تحتية ثانوية لمعالجة مياه الصرف الصحي 6.