വാർത്തകളിൽ എന്തുകൊണ്ട്?
Indian Institute of Technology Guwahati ഗവേഷകർ വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് ലെഡ് (lead) നീക്കം ചെയ്യാൻ ഒരു ബയോ മെറ്റീരിയൽ വികസിപ്പിച്ചു. സാധാരണയായി കാണപ്പെടുന്ന സയനോബാക്ടീരിയയിൽ (cyanobacteria) നിന്നാണ് ഈ വസ്തു ലഭിക്കുന്നത്. പരീക്ഷണ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇത് 66.2 ശതമാനം ലെഡ് നീക്കം ചെയ്തു. ഗവേഷകർ ഇപ്പോൾ മിക്സഡ് വ്യാവസായിക മലിനജലത്തിൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്താൻ പദ്ധതിയിടുന്നു.
പശ്ചാത്തലം
പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിനായി (photosynthesis) സൂര്യപ്രകാശം പിടിച്ചെടുക്കുന്ന മൈക്രോസ്കോപ്പിക് ബാക്ടീരിയകളാണ് സയനോബാക്ടീരിയകൾ (Cyanobacteria), അവ കുളങ്ങൾ, തടാകങ്ങൾ, മണ്ണ്, സമുദ്രങ്ങൾ, നെൽപാടങ്ങൾ എന്നിവയിൽ കാണപ്പെടുന്നു.
അവയുടെ നിറവും രൂപവും കാരണം അവയെ പരമ്പരാഗതമായി blue-green algae എന്ന് വിളിക്കാറുണ്ട്, എന്നാൽ അവ ബാക്ടീരിയകളാണ് അല്ലാതെ യഥാർത്ഥ ആൽഗകളല്ല (algae).
യഥാർത്ഥ ആൽഗകൾക്ക് ഒരു ന്യൂക്ലിയസുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ കോശങ്ങളുണ്ട്, സയനോബാക്ടീരിയയ്ക്ക് മെംബ്രൺ-ബൗണ്ട് (membrane-bound) ന്യൂക്ലിയസ് ഇല്ലാത്ത ലളിതമായ കോശങ്ങളുണ്ട്.
പുരാതന സയനോബാക്ടീരിയകൾ വലിയ അളവിൽ ഓക്സിജൻ പുറത്തുവിടാൻ തുടങ്ങി. ഏകദേശം 2.4 ബില്യൺ വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് ഭൂമിയിലെ Great Oxidation Event നടത്താൻ ഇത് സഹായിച്ചു.
ഈ സംഭവം സമുദ്രങ്ങളെയും അന്തരീക്ഷത്തെയും മാറ്റിമറിച്ചു, ഇത് ഒടുവിൽ ഓക്സിജനെ ആശ്രയിക്കുന്ന ജീവിവർഗ്ഗങ്ങളുടെ പരിണാമത്തിന് കാരണമായി.
സയനോബാക്ടീരിയയുടെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ
- വെള്ളവും കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡും ഉപയോഗിച്ച് ഓക്സിജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രകാശസംശ്ലേഷണം അവ നടത്തുന്നു, അവയിൽ ക്ലോറോഫിൽ-എ (chlorophyll-a), നിറമുള്ള ആക്സസറി പിഗ്മെന്റുകൾ (accessory pigments) എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
- ചില ജീവിവർഗ്ഗങ്ങൾ അന്തരീക്ഷ നൈട്രജനെ ജൈവികമായി ഉപയോഗപ്രദമായ സംയുക്തങ്ങളായി മാറ്റുന്നു.
- അവ ഒറ്റയായോ, കോളനികളായോ, നീളമുള്ള ഫിലമെന്റുകളായോ ജീവിക്കാം, പലതും അവയുടെ കോശങ്ങൾക്ക് പുറത്ത് ഒട്ടിപ്പിടിക്കുന്ന പദാർത്ഥം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
ചൂടുള്ളതും, സാവധാനത്തിൽ ഒഴുകുന്നതും, പോഷക സമ്പുഷ്ടവുമായ ജലം സയനോബാക്ടീരിയകളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വളർച്ചയെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു, ഈ വളർച്ചയ്ക്ക് ദൃശ്യമായ ഒരു ബ്ലൂം (bloom) സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.
ചില ബ്ലൂമുകൾ ഹാനികരമായ വിഷവസ്തുക്കളെ (toxins) പുറത്തുവിടുകയോ അലിഞ്ഞുചേർന്ന ഓക്സിജൻ ഇല്ലാതാക്കുകയോ ചെയ്യുന്നു, എന്നാൽ എല്ലാ സയനോബാക്ടീരിയ ഇനങ്ങളും വിഷവസ്തുക്കളെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നില്ല.
ലെഡ് മലിനീകരണം അപകടകരമാകുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
ഉപയോഗപ്രദമായ ജൈവ പങ്ക് ഇല്ലാത്ത വിഷലിപ്തമായ ഒരു കനത്ത ലോഹമാണ് ലെഡ് (Lead). ഖനനം, ബാറ്ററികൾ, പിഗ്മെന്റുകൾ, വ്യാവസായിക മാലിന്യങ്ങൾ എന്നിവ ഇതിനെ പുറത്തുവിടാം.
ലെഡിന് തലച്ചോറ്, വൃക്കകൾ, രക്തം, പ്രത്യുൽപാദന സംവിധാനങ്ങൾ എന്നിവയെ തകരാറിലാക്കാൻ കഴിയും, കുട്ടികൾക്ക് പ്രത്യേകമായി വികസനത്തിലും പഠനത്തിലും ഗുരുതരമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ നേരിടേണ്ടിവരുന്നു.
ലോഹം സ്വാഭാവികമായും നിരുപദ്രവകരമായ പദാർത്ഥമായി വിഘടിക്കുന്നില്ല. അതിനാൽ ജല ശുദ്ധീകരണം ഇതിനെ വേർതിരിച്ച് സുരക്ഷിതമായി സൂക്ഷിക്കണം.
ഗവേഷകർ എന്താണ് ഉപയോഗിച്ചത്?
പല സയനോബാക്ടീരിയകളും exopolysaccharides പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, ഇവ ബാക്ടീരിയ കോശങ്ങൾക്ക് പുറത്തുള്ള നീളമുള്ള, പഞ്ചസാര സമ്പന്നമായ തന്മാത്രകളാണ്.
തന്മാത്രകൾ ജീവിക്ക് ചുറ്റും ഒരു ഒട്ടിപ്പിടിക്കുന്ന സംരക്ഷണ പാളി രൂപപ്പെടുത്തുന്നു, അവയിൽ രാസപരമായി സജീവമായ നിരവധി ബൈൻഡിംഗ് (binding) ഗ്രൂപ്പുകളും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
ഗുവാഹത്തി സംഘം സയനോബാക്ടീരിയകളിൽ നിന്ന് ഈ പദാർത്ഥം വേർതിരിച്ചെടുത്തു, അവർ നിയന്ത്രിത സാഹചര്യങ്ങളിൽ ലെഡ് കലർന്ന വെള്ളത്തിൽ ഇത് പരീക്ഷിച്ചു.
ഇത് ലെഡിനെ എങ്ങനെ പിടിച്ചെടുക്കുന്നു?
- ജലത്തിൽ ലെഡ് പ്രധാനമായും പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള അയോണുകളായി നിലനിൽക്കുന്നു, ബയോമെറ്റീരിയൽ ഓക്സിജൻ സമ്പുഷ്ടമായ രാസ ഗ്രൂപ്പുകളെ വഹിക്കുന്നു.
- ഈ ഗ്രൂപ്പുകൾ ലെഡ് അയോണുകളെ ആകർഷിക്കുകയും ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ബന്ധിപ്പിച്ച ലോഹം വസ്തുവിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ പറ്റിനിൽക്കുന്നു.
- തൊഴിലാളികൾക്ക് പിന്നീട് വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് ലെഡ് അടങ്ങിയ വസ്തുവിനെ വേർതിരിക്കാൻ കഴിയും.
ഈ പ്രക്രിയ പ്രധാനമായും adsorption ആണ്. അഡ്സോർപ്ഷൻ (Adsorption) എന്നാൽ കണികകൾ ഒരു ഉപരിതലത്തിൽ ശേഖരിക്കപ്പെടുന്നു എന്നാണ്, എന്നാൽ അബ്സോർപ്ഷൻ (absorption) എന്നാൽ മെറ്റീരിയലിനുള്ളിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്.
പ്രധാന വ്യത്യാസം: ബയോമെറ്റീരിയൽ ലെഡിനെ പിടിച്ചെടുക്കുന്നു; അത് ലോഹത്തെ നശിപ്പിക്കുന്നില്ല. ഉപയോഗിച്ച വസ്തുക്കൾക്ക് സുരക്ഷിതമായ സംസ്കരണമോ നിയന്ത്രിത മെറ്റൽ വീണ്ടെടുക്കലോ ആവശ്യമാണ്.
പഠനം റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തത് എന്താണ്?
- വേർതിരിച്ചെടുത്ത പദാർത്ഥം പരീക്ഷിച്ച ലെഡിന്റെ 66.2 ശതമാനം നീക്കം ചെയ്തു.
- രാസ വിശകലനം ലോഹ ബന്ധത്തിന് കാരണമായ ഗ്രൂപ്പുകളെ തിരിച്ചറിഞ്ഞു.
- കൂടുതൽ ഊർജ്ജം ആവശ്യമുള്ള ഉപകരണങ്ങളില്ലാതെ തന്നെ ബയോളജിക്കൽ സമീപനം പ്രവർത്തിച്ചു.
- ഗവേഷകർ ഭാവിയിൽ ഒരു തുടർച്ചയായ പ്രവാഹ (continuous-flow) ശുദ്ധീകരണ സംവിധാനം നിർദ്ദേശിച്ചു.
ഈ ഗവേഷണം 2026 ജൂണിൽ Journal of Environmental Chemical Engineering ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. Debasish Das Indian Institute of Technology Guwahati ടീമിനെ നയിച്ചു.
ഈ സമീപനം ഉപയോഗപ്രദമാകുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
- സയനോബാക്ടീരിയകൾ അതിവേഗം വളരുന്നു, ലളിതമായ ഇൻപുട്ടുകൾ ആവശ്യമാണ്, അസംസ്കൃത ജൈവവസ്തുക്കൾ പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്നതും വിലകുറഞ്ഞതുമായിരിക്കും.
- ചെലവേറിയ മെംബ്രണുകളെയും (membranes) അയോൺ എക്സ്ചേഞ്ച് മെറ്റീരിയലുകളെയും ആശ്രയിക്കുന്നത് കുറയ്ക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും.
- സ്വാഭാവിക ബൈൻഡിംഗ് ഗ്രൂപ്പുകൾക്ക് ഒന്നിലധികം വിഷ ലോഹങ്ങളെ പിടിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ വിലയേറിയ ലോഹങ്ങൾ വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനെ ഈ പ്രക്രിയ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.
അടുത്തതായി എന്താണ് പരീക്ഷിക്കേണ്ടത്?
യഥാർത്ഥ വ്യാവസായിക മലിനജലത്തിൽ നിരവധി ലോഹങ്ങൾ, ലവണങ്ങൾ, ജൈവ രാസവസ്തുക്കൾ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഈ വസ്തുക്കൾ അതേ ബൈൻഡിംഗ് സൈറ്റുകൾക്കായി മത്സരിച്ചേക്കാം.
ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്ക്, ആവർത്തിച്ചുള്ള ഉപയോഗം, ദീർഘകാല സ്ഥിരത എന്നിവ പരീക്ഷിക്കണം. അനാവശ്യ ബയോമെറ്റീരിയലുകൾ പുറത്തുവിടുന്നതും അവർ തടയണം.
ചെലവ് താരതമ്യപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഉത്പാദനം, വേർതിരിക്കൽ, പുനരുജ്ജീവിപ്പിക്കൽ, അവസാന മാലിന്യ സംസ്കരണം എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്ന മുഴുവൻ ശുദ്ധീകരണ ചക്രവും ആവശ്യമാണ്.
നിലവിലെ ഘട്ടം: 66.2 ശതമാനം എന്ന ഫലം ഒരു നിയന്ത്രിത ലബോറട്ടറി ഗവേഷണത്തിൽ നിന്നാണ്. നഗരവ്യാപകമായ കുടിവെള്ള ശുദ്ധീകരണത്തിനുള്ള സന്നദ്ധത ഇത് ഇതുവരെ തെളിയിക്കുന്നില്ല.
ഉപസംഹാരം
Cyanobacterial exopolysaccharides ലെഡ് പിടിച്ചെടുക്കുന്നതിന് വാഗ്ദാനമുള്ള, കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജം ആവശ്യമുള്ള ഒരു മാർഗ്ഗം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ഉപരിതല ബന്ധനം നീക്കംചെയ്യൽ എങ്ങനെ സാധ്യമാക്കുന്നുവെന്ന് പഠനം വിശദീകരിക്കുന്നു, സുരക്ഷിതമായ സ്കെയിൽ-അപ്പിന് സങ്കീർണ്ണമായ, യഥാർത്ഥ മാലിന്യജലം ഉപയോഗിച്ചുള്ള പരിശോധന ആവശ്യമാണ്.