వార్తల్లో ఎందుకు ఉంది?
Indian Institute of Technology Guwahati పరిశోధకులు నీటి నుండి సీసం (lead) తొలగించడానికి ఒక బయోమెటీరియల్ను అభివృద్ధి చేశారు. సాధారణంగా లభించే సయనోబాక్టీరియా (cyanobacteria) నుండి ఈ పదార్థం వస్తుంది. ప్రయోగాత్మక పరిస్థితుల్లో ఇది 66.2 శాతం సీసాన్ని తొలగించింది. పరిశోధకులు ఇప్పుడు మిశ్రమ పారిశ్రామిక వ్యర్థ జలాలతో పరీక్షలను ప్లాన్ చేస్తున్నారు.
నేపథ్యం
సయనోబాక్టీరియా (Cyanobacteria) కిరణజన్య సంయోగక్రియ (photosynthesis) కోసం సూర్యరశ్మిని గ్రహించే సూక్ష్మ బాక్టీరియా, మరియు అవి చెరువులు, సరస్సులు, నేల, మహాసముద్రాలు మరియు వరి పొలాలలో కనిపిస్తాయి.
వాటి రంగు మరియు రూపాన్ని బట్టి వాటిని సాంప్రదాయకంగా blue-green algae అని పిలుస్తారు, అయితే ఇవి బ్యాక్టీరియాయే తప్ప నిజమైన శైవలాలు (algae) కాదు.
నిజమైన ఆల్గే న్యూక్లియస్ (nucleus) ఉన్న సంక్లిష్ట కణాలను కలిగి ఉంటుంది, సయనోబాక్టీరియాకు పొరతో కప్పబడిన (membrane-bound) న్యూక్లియస్ లేని సాధారణ కణాలు ఉంటాయి.
పురాతన సయనోబాక్టీరియా పెద్ద మొత్తంలో ఆక్సిజన్ను విడుదల చేయడం ప్రారంభించింది. ఇది సుమారు 2.4 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం భూమి యొక్క Great Oxidation Event కు సహాయపడింది.
ఈ సంఘటన మహాసముద్రాలను మరియు వాతావరణాన్ని మార్చింది, మరియు ఇది ఆక్సిజన్-ఆధారిత జీవుల పరిణామానికి మద్దతు ఇచ్చింది.
సయనోబాక్టీరియా యొక్క ముఖ్య లక్షణాలు
- అవి నీరు మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉపయోగించి ఆక్సిజన్ను ఉత్పత్తి చేసే కిరణజన్య సంయోగక్రియను నిర్వహిస్తాయి, మరియు వాటిలో క్లోరోఫిల్-ఎ (chlorophyll-a) మరియు రంగుల అనుబంధ వర్ణద్రవ్యం (accessory pigments) ఉంటాయి.
- కొన్ని జాతులు వాతావరణంలోని నత్రజనిని జీవసంబంధమైన ఉపయోగకరమైన సమ్మేళనాలుగా మారుస్తాయి.
- అవి ఒంటరిగా, కాలనీలుగా లేదా పొడవైన తంతువులుగా జీవించగలవు, మరియు అనేక కణాలు తమ చుట్టూ అంటుకునే పదార్థాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
వెచ్చని, నెమ్మదిగా కదిలే మరియు పోషకాలు సమృద్ధిగా ఉన్న నీరు వేగంగా సయనోబాక్టీరియా పెరుగుదలకు తోడ్పడుతుంది, మరియు ఈ పెరుగుదల కనిపించే బ్లూమ్ను (bloom) సృష్టిస్తుంది.
కొన్ని బ్లూమ్లు హానికరమైన టాక్సిన్లను (toxins) విడుదల చేస్తాయి లేదా కరిగిన ఆక్సిజన్ను తగ్గిస్తాయి, కానీ ప్రతి సయనోబాక్టీరియా జాతి టాక్సిన్లను ఉత్పత్తి చేయదు.
సీసం కాలుష్యం ఎందుకు ప్రమాదకరం?
సీసం (Lead) అనేది ఉపయోగకరమైన జీవసంబంధ పాత్ర లేని ఒక విషపూరిత హెవీ మెటల్. మైనింగ్, బ్యాటరీలు, వర్ణద్రవ్యం మరియు పారిశ్రామిక ఉత్సర్గలు దీనిని విడుదల చేయగలవు.
సీసం మెదడు, మూత్రపిండాలు, రక్తం మరియు పునరుత్పత్తి వ్యవస్థలను దెబ్బతీస్తుంది, మరియు ముఖ్యంగా పిల్లలు తీవ్రమైన అభివృద్ధి మరియు అభ్యాస పరిణామాలను ఎదుర్కొంటారు.
ఉలోహం సహజంగా హానిచేయని పదార్థంగా విచ్ఛిన్నం కాదు. కాబట్టి నీటి శుద్ధి దానిని వేరుచేసి సురక్షితంగా ఉంచాలి.
పరిశోధకులు ఏమి ఉపయోగించారు?
అనేక సయనోబాక్టీరియా exopolysaccharides ను విడుదల చేస్తాయి, మరియు ఇవి బ్యాక్టీరియా కణాల వెలుపల ఉండే పొడవైన, చక్కెరతో కూడిన అణువులు.
అణువులు జీవి చుట్టూ అంటుకునే రక్షణ పొరను ఏర్పరుస్తాయి, మరియు అవి రసాయనికంగా క్రియాశీలకమైన బైండింగ్ (binding) సమూహాలను కూడా కలిగి ఉంటాయి.
గువాహటి బృందం సయనోబాక్టీరియా నుండి ఈ పదార్థాన్ని సేకరించింది, మరియు వారు నియంత్రిత పరిస్థితులలో సీసం-కలుషితమైన నీటిలో ఉంచారు.
ఇది సీసాన్ని ఎలా పట్టుకుంటుంది?
- నీటిలో సీసం ప్రధానంగా సానుకూల చార్జ్ కలిగిన అయాన్లుగా ఉంటుంది, మరియు బయోమెటీరియల్ ఆక్సిజన్తో కూడిన రసాయన సమూహాలను కలిగి ఉంటుంది.
- ఈ సమూహాలు సీసం అయాన్లను ఆకర్షించి బంధిస్తాయి, మరియు కట్టుబడి ఉన్న లోహం పదార్థం యొక్క ఉపరితలానికి అంటుకుని ఉంటుంది.
- కార్మికులు అప్పుడు నీటి నుండి సీసంతో లోడ్ అయిన పదార్థాన్ని వేరు చేయవచ్చు.
ఈ ప్రక్రియ ప్రధానంగా adsorption. అధిశోషణం (Adsorption) అంటే కణాలు ఉపరితలంపై సేకరించడం, శోషణ (absorption) అంటే పదార్థంలోకి ప్రవేశించడం.
ప్రధాన వ్యత్యాసం: బయోమెటీరియల్ సీసాన్ని పట్టుకుంటుంది; అది లోహాన్ని నాశనం చేయదు. ఉపయోగించిన పదార్థాలకు సురక్షితమైన పారవేయడం లేదా నియంత్రిత మెటల్ రికవరీ అవసరం.
అధ్యయనం ఏమి నివేదించింది?
- సంగ్రహించిన పదార్థం పరీక్షించిన సీసంలో 66.2 శాతం తొలగించింది.
- రసాయన విశ్లేషణ లోహ బంధానికి కారణమైన సమూహాలను గుర్తించింది.
- అధిక శక్తి-ఆధారిత పరికరాలు లేకుండా బయోలాజికల్ విధానం పని చేసింది.
- పరిశోధకులు భవిష్యత్ నిరంతర-ప్రవాహ (continuous-flow) శుద్దీకరణ వ్యవస్థను ప్రతిపాదించారు.
ఈ పరిశోధన జూన్ 2026లో Journal of Environmental Chemical Engineering లో కనిపించింది. Debasish Das Indian Institute of Technology Guwahati బృందానికి నాయకత్వం వహించారు.
ఈ విధానం ఎందుకు ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది?
- సయనోబాక్టీరియా వేగంగా పెరుగుతుంది మరియు సాధారణ ఇన్పుట్లు అవసరం, ముడి బయోమెటీరియల్ పునరుత్పాదకమైనది మరియు చౌకైనది.
- ఇది ఖరీదైన పొరలు (membranes) మరియు అయాన్-ఎక్స్ఛేంజ్ పదార్థాలపై ఆధారపడటాన్ని తగ్గించగలదు.
- సహజ బైండింగ్ సమూహాలు బహుళ విష లోహాలను పట్టుకోగలవు, మరియు ఈ ప్రక్రియ విలువైన లోహాల వృత్తాకార పునరుద్ధరణకు మద్దతు ఇస్తుంది.
తర్వాత ఏమి పరీక్షించాలి?
నిజమైన పారిశ్రామిక వ్యర్థ జలాల్లో అనేక లోహాలు, లవణాలు మరియు సేంద్రీయ రసాయనాలు ఉంటాయి, మరియు ఈ పదార్థాలు అదే బైండింగ్ సైట్ల కోసం పోటీపడవచ్చు.
శాస్త్రవేత్తలు ప్రవాహం రేట్లు, పునరావృత వినియోగం మరియు దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వాన్ని తప్పనిసరిగా పరీక్షించాలి. అవాంఛిత బయోమెటీరియల్ విడుదల కాకుండా కూడా నిరోధించాలి.
ఖర్చు పోలికలకు పూర్తి శుద్దీకరణ చక్రం అవసరం, మరియు ఆ చక్రంలో ఉత్పత్తి, విభజన, పునరుత్పత్తి మరియు తుది వ్యర్థాల నిర్వహణ ఉంటాయి.
ప్రస్తుత దశ: 66.2 శాతం ఫలితం నియంత్రిత ప్రయోగశాల పరిశోధన నుండి వచ్చింది. ఇది నగర-వ్యాప్త తాగునీటి శుద్ధికి సంసిద్ధతను ఇంకా నిరూపించలేదు.
ముగింపు
Cyanobacterial exopolysaccharides సీసాన్ని సంగ్రహించడానికి తక్కువ శక్తి గల, ఆశాజనకమైన మార్గాన్ని అందిస్తాయి. ఉపరితల బైండింగ్ తొలగింపును ఎలా సాధ్యం చేస్తుందో అధ్యయనం వివరిస్తుంది, సురక్షితమైన స్కేల్-అప్ కోసం ఇప్పుడు సంక్లిష్టమైన, నిజమైన మురుగునీటితో పరీక్ష అవసరం.