Biotechnologie a životní prostředí

Někteří úředníci mluví (v souhlase s nátlakovými organizacemi) o biotechnologiích jako o něčem, co ohrožuje naše životní prostředí.

Jenže skutečnost je opačná, ale pravidla a legislativa EU jsou zaměřena jen na rizika. Přínosy se nehodnotí. Ve skutečnosti biotechnologie vstupují hned do několika fází ochrany přírody:

PREVENCE.

V průmyslu (tzv. bílá biotechnologie) do chemických procesů vnášejí enzymy, které umožňují místo vysokých teplot uskutečnit procesy za normální teploty. Týká se to například výroby některých chemikálií, které místo chemické syntézy lze připravit fermentací, nebo hydrolýzy, kde není nutné používat silných chemikálií a vysokých teplot.

K preventivním opatřením patří i transgenní kukuřice s genem pro tvorbu enzymu fytázy. Fytin je totiž sloučenina fosfátu, kterou živočichové s jednoduchým žaludkem (monogastričtí - např. prase) nedokáži rozštěpit, takže fosfor v krmivu, je-li vázán na fytin, je pro ně nedostupný a odchází do výkalů. Z vepřinců do kejdy. Do krmiv se často proto fosfát přidává, ale rozkladem kejdy v přírodě se uvolňuje a je nejúčinnějším znečištěním vodních toků, kde podporuje nárůst mj. toxických sinic. Obsahuje-li krmivo enzym fytázu, fosfor se uvolní a je po  problémech. Takovou kukuřici vyvinula letos Čína.

V zemědělství jsou nejrozšířenější (ve světě, ne v Evropě) transgenní HT plodiny odolávající totálním herbicidům tj. látkám likvidujícím vše zelené, jako je glyfosát (obchodní název Roundup) nebo glufosinát (Liberty, Basta). Agrotechnika, která tyto odrůdy využívá, umožňuje omezit až vynechat orbu. To chrání před vysycháním, erozí a oxidací humusu vedoucí k produkci kysličníku uhličitého. Samozřejmě zruší se také použití klasických herbicidů a jejich směsí (koktejlů).

Oba uvedené totální herbicidy se navíc neaplikují tak často jako běžné (úspora výjezdů techniky a  pohonných hmot) a v prostředí se rychleji rozkládají. Podobně plodiny s vneseným genem pro bílkovinu toxickou pro hmyz (Bt plodiny) nahradí postřik (případně mnohokráte opakovaný) chemickým herbicidem. S tím máme zkušenosti i u nás díky povolené Bt kukuřici.

ODSTRAŇOVÁNÍ ODPADŮ

Čistírny odpadních vod jsou klasickou aplikací environmentální biotechnologie asi jako pivovar biotechnologie průmyslové. Organické složky odpadní vody slouží jako živný substrát pro mikroorganismy, které jsou součástí tzv. aktivního kalu. Jsou to částečky vznášející se v čištěné vodě a jejich biologické osídlení za přístupu kyslíku oxiduje organické odpady až na minerální složky. Proto je nezbytné zajistit, aby do odpadních vod nepřicházely látky, které mikroorganismy poškozují nebo je dokonce likvidují. Tím by se omezila až zrušila čistící schopnost aktivního kalu.

Problém čistíren je v tom, že produktem mineralizace jsou dusičnany a fosforečnany, které jsou konečnou formou látek obsahujících dusík a fosfor, což je většina biologického odpadu. Přichází-li voda z čistírny přímo do vodních toků, způsobuje tím jejich eutrofizaci. To znamená, že přítomné dusičnany a fosforečnany poslouží jako živiny pro rozvoj řas a sinic, které jsou potravou dalších složek planktonu až vyšších živočichů včetně ryb. Pokud to společenstvo vodního toku zvládne, výsledkem je např. dobrá produkce ryb.

Pokud však nedojde k rovnováze a převládne množení zejména sinic produkujících toxické látky, pak jde o nežádoucí efekt, zejména v tocích, které souží jako zdroj pitné vody. V tomto případě se musí z vody vypouštěné z čistírny dusičnany a fosforečnany odstranit. Nejúčinnějším a současně nejlevnějším způsobem je tzv. kořenové čištění. Voda se vede přes plochu osázenou vhodnými rostlinami, případně i dřevinami, kterým poslouží minerální složka jako živiny a rostliny vytvoří biomasu, která se sklidí a využije.

Zajímavou analogií čistíren odpadních vod je biologické čištění "odpadního" vzduchu. Třeba z lakovny se odsává vzduch obsahující rozpouštědla barev. Obvykle jde o jednoduché organické látky jako aceton, ethylacetát a pod. Osvědčil se filtr z umělých vláken ovlhčovaný bakteriální kulturou, která dokáže páry rozpouštědel zoxidovat podobně jako aktivní kal v čistírně odpadních vod.

Dokonalejší využití přirozených organických odpadů je výroba bioplynu. Ta narozdíl od čistíren odpadních vod probíhá s omezeným přístupem kyslíku, takže vznikají redukované formy uhlíku, především metan. Metan dobře hoří a je výhřevný, takž se využije jako alternativní zdroj energie.

Ještě dokonalejší je "ocelový bachor". Jak víme, skot v bachoru zpracovává nejen zkvasitelné organické složky potravy, ale i celulosu. A také víme, že je nezanedbatelným producentem metanu. Nezmůže to sám. Zpracování v základě provádí v bachoru za nepřístupu vzduchu pestré společenství prvoků a bakterií svými enzymy. Vytvoří-li se takové společenství ve fermentoru, dokáže podobné dokonalé využití rostlinných a kuchyňských odpadů.

ODSTRAŇOVÁNÍ TOXICKÝCH POLUTANTŮ

Vodní a půdní živočichové a mikroorganismy zvládnou odstranění přirozených látek. Jenže člověk vnáší do prostředí látky, které nejsou zdaleka přirozené. Jde o některé organické chemikálie a těžké kovy. Z chemikálií jsou nebezpečné zvláště látky s aromatickým jádrem a navázaným chlorem. Mikrobiologové dovedou vyšlechtit bakterie, které chlor odštěpí a nahradí hydroxylovou skupinou. Takovou látku pak další bakterie oxidují na neškodné produkty až kysličník uhličitý a vodu.

Podobnými toxickými polutanty je nejčastěji kontaminovaná půda. Zdálo by se jednoduché, přidat do půdy příslušné vyšlechtěné bakterie. To se osvědčilo při likvidaci ropné havárie u pobřeží Aljašky (nešlo tam ovšem o chlorované látky), kde se bakterie přidávaly na písečné pláže. Takový postup se nazývá bioremediace. Jenže v půdě to není tak snadné. Je totiž zabydlená starousedlíky - gram ornice jich obsahuje až miliardu - a ty nejsou šťastní, když jim člověk přidá v laboratoři vyrostlé přistěhovalce. Poměrně rychle je vytlačí.

Pomoc je dvojí: je-li kontaminace silná a na omezené ploše, půda se vybagruje, umístí do velké nádoby a promývá se vodou. Ta se vede přes pískové filtry osazené vyšlechtěnými mikroorganismy. Po vyčištění se půda vrátí na původní místo. Při velkoplošných znečištěních musí biotechnologie udělat další krok. Příslušné geny řídící produkci enzymů nutných k rozkladu toxických látek přenést z bakterií do rostlin. Ty se vysadí na kontaminovanou plochu, kde je nikdo na rozdíl od bakterií nevypudí. V tomto případě hovoříme o fytoremediaci.

Podobně rostliny pomáhají odstranit znečištění těžkými kovy. Biotechnologie může upravit geny tak, aby vytvářely bílkoviny s vyšší schopností vázat těžké kovy.Obvykle se jedná o struktury s opakujícími se skupinami sulfhydrylů (-SH). Ty pevně navazují atomy těžkého kovu, které se pak hromadí v příslušné rostlině. Ve vhodnou dobu se rostlina sklidí a zpracuje. Třeba spálí a z popelu se může regenerovat příslušný kov.

Toto jsou jen  nejběžnější příklady využití biotechnologie pro dobro přírody. Je proto falešné hovořit o ní jako o hrozbě. Opět platí to, co v zemědělství: každá nová technologie je přínosem, použije-li se správně. Jinak škodí. Kdo z nás se nespálil o horká kamna, že?

Autor: Jaroslav Drobník

http://www.gate2biotech.cz

 Zdroj: EnviWeb

 

Tweet

Datum uveřejnění: 21.6.10
Poslední změna: 21.6.2010
Počet shlédnutí: 363