Exotic bacteria species show promise as rare: शोधकर्ताओं को लगता है कि उन्होंने बेकार तत्वों को ठीक करने के लिए आदर्श बैक्टीरिया ढूंढ लिया है।
रेयर-अर्थ तत्वों की मांग बढ़ रही है और 2030 तक 315,000 टन तक पहुंच सकती है। इस बीच, 40 मिलियन टन से अधिक ई-कचरा—कम्प्यूटर, सेल फोन और अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स—हर साल उत्पन्न होता है। उस कचरे में से कुछ में वही मूल्यवान तत्व होते हैं जो बढ़ती मांग का सामना करते हैं।
पिछले कुछ वर्षों में, खर्च किए गए या अपशिष्ट-आधारित दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों, जैसे शहरी खनन या धाराओं में नैनो-निस्पंदन प्रणाली को पुनर्प्राप्त करने के लिए कई उल्लेखनीय तरीकों का सुझाव दिया गया है। वांछित पदार्थों को “जैवअवशोषित” करने के लिए बैक्टीरिया जैसे सूक्ष्मजीवों का उपयोग करना एक सतत विचार है – एक निष्क्रिय जैविक प्रक्रिया जिसमें जीव एक जलीय घोल से पदार्थों को बांधते और निकालते हैं। तकनीक अभी तक औद्योगिक स्तर पर शुरू नहीं हुई है, लेकिन कुछ शोधकर्ताओं का सुझाव है कि उनके सबसे हालिया निष्कर्ष एक बड़े कदम का प्रतिनिधित्व करते हैं।
हाल के एक पेपर में , म्यूनिख के तकनीकी विश्वविद्यालय के एक प्रोफेसर थॉमस ब्रुक, जो सिंथेटिक जैव प्रौद्योगिकी और स्थिरता का अध्ययन करते हैं, और उनके सहयोगियों ने 12 विदेशी साइनोबैक्टीरियल प्रजातियों की पहचान करने का वर्णन किया है जो दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों को अवशोषित करने में विशेष रूप से अच्छे हैं। इन प्रजातियों का उपयोग वांछित तत्वों को पुनः प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, जबकि भूमि और पानी की सफाई भी की जा सकती है। “[I] t कुछ ऐसा नहीं है जिसकी हमने किसी भी तरह से भविष्यवाणी की थी,” ब्रुक ने अर्स को बताया।
असामान्य संदिग्ध
शोध को बनाने में छह साल लगे थे। टीम ने विभिन्न प्रकार के शैवाल और जीवाणु प्रजातियों की जांच शुरू की, लेकिन उनमें से किसी ने भी दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों को विशेष रूप से अच्छी तरह से अवशोषित नहीं किया। इसलिए, उन्होंने अपना ध्यान सायनोबैक्टीरिया की एक दर्जन प्रजातियों की ओर लगाया। कुछ ऐसे वातावरण से आए जो विशेष रूप से जीवन के अधिकांश रूपों के लिए अनुपयुक्त थे। उदाहरण के लिए, नैट्रॉन झील, जो दोनों असामान्य रूप से क्षारीय है, जिसका पीएच लगभग 10 है , और तापमान 60º C (या 140º F) तक पहुँच सकता है। ब्रुक के अनुसार, यह स्पष्ट नहीं है कि इन वातावरणों में इन जीवों का विकास कैसे हुआ, जिन्होंने दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों को खाने की उनकी क्षमता में योगदान दिया।
अक्सर, प्रजातियाँ नामीबिया में शुष्क रेगिस्तानी मिट्टी, चाड में क्षारीय झील नैट्रॉन, दक्षिण अफ्रीका में चट्टान की दरारें, या स्विट्जरलैंड में प्रदूषित ब्रूक्स जैसे अविश्वसनीय रूप से विशिष्ट आवासों से आती हैं। ब्रुक ने कहा, ये “वास्तव में अद्वितीय, चरम वातावरण” थे।
इनमें से अधिकांश जीवाणुओं का पहले बायोरेमेडिएशन के लिए उनकी क्षमता का मूल्यांकन नहीं किया गया था। प्रयोगशाला में, टीमों ने दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों वाले लैंथेनम, सेरियम, और नियोडिमियम युक्त जलीय घोलों के लिए विभिन्न प्रजातियों की संस्कृतियों का अध्ययन किया, फिर यह देखने के लिए जाँच की कि इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके उन्होंने तत्वों को अपनी सतह पर कितनी अच्छी तरह रखा है।
नोस्टॉक सायनोबैक्टीरिया की पहले की एक अप्रतिबंधित प्रजाति ने सबसे अच्छा प्रदर्शन किया। बायोमास के प्रति ग्राम 84.2 और 91.5 मिलीग्राम धातु के बीच खींचे गए समाधानों से चार दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों का इसका जैवअवशोषण। सबसे खराब प्रदर्शन 15.5 से 21.2 मिलीग्राम प्रति ग्राम बायोमास पर साइटोनेमा हाइलिनम था। पेपर ने नोट किया, हालांकि, प्रत्येक उम्मीदवार ने कितना अच्छा प्रदर्शन किया, यह अम्लता पर निर्भर करता था और जब लक्षित दुर्लभ-पृथ्वी तत्व के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए समाधान में कोई अन्य धातु नहीं थी, तो प्रक्रियाएं अधिक कुशल थीं।
गंदा, एर, साफ दर्जन
बायोमास से वांछित दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों को वापस प्राप्त करना भी संभव है, और अपेक्षाकृत आसान है। यह केवल घोल के पीएच को बदलने की बात होगी – एक एसिड या लाइ-या लवणता जैसी किसी चीज़ का उपयोग करना। तत्व कार्यात्मक रूप से बायोमास से केवल “धो” सकते हैं। समाधान को वापस अपनी पिछली स्थिति में लौटाने से प्रक्रिया को फिर से शुरू करने की अनुमति मिलेगी, जिसका अर्थ है कि साइनोबैक्टीरिया संस्कृतियां पुन: प्रयोज्य हो सकती हैं।
“यह एक बार में मिलने वाला सौदा नहीं है जहां बाइंडिंग के अंत में आपको अपनी धातुओं को पुनर्प्राप्त करने के लिए बायोमास को जलाना होगा,” ब्रुक ने कहा।
शोधकर्ता या औद्योगिक अभिनेता कई भविष्य के उपयोगों के लिए बायोरिएक्टर-माइक्रोबियल बायोमास वाले विशेष जहाजों का निर्माण कर सकते हैं। एक के लिए, उनका उपयोग ई-कचरे के डंप से रेयर-अर्थ तत्वों को इकट्ठा करने के लिए किया जा सकता है, हालांकि इसके लिए ई-कचरे को ऐसे रूप में बदलने की आवश्यकता होगी जो सूक्ष्मजीवों द्वारा प्रयोग करने योग्य हो। यह इन क्षेत्रों से कचरे को हटाकर पर्यावरणीय लाभ प्रदान करेगा और संभावित रूप से दुनिया के उन हिस्सों में रोजगार पैदा करेगा जहां ई-कचरा नियमित रूप से ग्लोबल नॉर्थ, नाइजीरिया, घाना और तंजानिया जैसे स्थानों से भेजा जाता है। इसके बाद, ब्रुक ने कहा, उनका उपयोग इन तत्वों को औद्योगिक अपवाह, जैसे खनन या रासायनिक उद्योग से साफ करने और पुनर्प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।
ब्रुक के अनुसार, अनुसंधान एक बड़ा कदम आगे का प्रतिनिधित्व कर सकता है। इस बिंदु से, शोधकर्ताओं को काफी हद तक बड़े पैमाने पर बढ़ने की उम्मीद है – कुछ ऐसा जो अभी तक क्षेत्र में नहीं हुआ है। वे ऐसा करने के लिए विभिन्न उद्योगों में भागीदारों के साथ काम करने की योजना बना रहे हैं, हालांकि यह एक मुश्किल संभावना है क्योंकि यह एक काफी विशिष्ट प्रक्रिया है: यह कृषि में बढ़ती मकई की तरह नहीं है, न ही यह पारंपरिक धातु-शोधन विधियों की तरह है। वैसे ही, शोधकर्ता परिणामों के बारे में आशान्वित हैं।