مهار ریزگردها با کمک باکتری‌های بومی خاک

به گزارش خبرگزاری صدا وسیما، امروزه کانون‌های ریزگرد با استفاده از روش‌های مختلف مانند مالچ پاشی و کاشت گیاه مهار می‌شوند، اما طی چند سال اخیر به علت گستردگی خشکسالی‌ها محققان پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری روش‌های جدیدی برای تثبت خاک بکار گرفته‌اند. آن‌ها در این روش نوین توانسته‌اند با استفاده از سویه باکتری‌های بومی خاک، ماده‌ای را برای تثبیت خاک ارائه کنند که علاوه بر آنکه در محیط امکان کاشت گیاه وجود دارد، در اکوسیستم منطقه هم اختلالی ایجاد نکند.

فاطمه تابنده، دکترای مهندسی شیمی و بیوتکنولوژی، عضو هیئت علمی پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری و مجری این طرح که ۲۰ سال سابقه علمی در زمینه‌های مختلف به خصوص بحث تثبیت زیستی دارد، در این خصوص گفت: اکنون هر مبحث محیط زیستی در اختیار نهاد‌های دولتی است بنابراین هر اقدام و عملی پیش از اینکه اتفاق بیفتد باید تحت نظر سازمان‌های دولتی از جمله سازمان حفاظت از محیط زیست باشد.

وی افزود: مساله ریزگرد‌ها و آلودگی هوای کلانشهر‌هایی مانند تهران و خوزستان طی یکی دو دهه اخیر باعث شد تا این سازمان کمیته‌ای به نام بررسی گرد و غبار یا راه‌های حفظ محیط زیست و رفع گرد و غبار تشکیل دهد. این کمیته تصمیم گرفت مواردی پیشنهادی برای رفع این موضوع از جمله منشا و انواع مالچ‌ها و تثبیت کننده‌های خاک شیمیایی، معدنی و آلی یا گیاهی و بیولوژیک را مورد بررسی قرار دهد. شاخص‌هایی آن‌ها را مد نظر بگیرد و در نهایت بر اساس آن شاخص‌ها تصمیم بگیرد در صورت استفاده از این مالچ‌ها آیا در آینده آسیبی به محیط زیست وارد می‌شود یا خیر. اهمیت این طرح باعث شد تیم تحقیقاتی ما نیز به دنبال بومی سازی فناوری مالچ پاشی میکروبی باشد.

وی اظهار کرد: در صورتی که مالچ‌ها و تثبیت کننده‌های خاک اثرات زیست محیطی در آینده نداشته باشند، مجوز تجاری سازی آن‌ها صادر می‌شود. این طرح‌ها پس از تایید باید برای اخذ مجوز ۳ مرحله سخت و پیچیده را سپری کنند. ابتدا نمونه‌ها به آزمایشگاه مرجع فرستاده می‌شوند و مورد بررسی قرار می‌گیرند. سپس اجازه انجام آزمایش میدانی در یک منطقه‌ای داده می‌شود. در نهایت اگر مالچ یا تثبیت کننده‌ای به لحاظ عینی و شاخص‌های زیست محیطی مورد تایید کمیته قرار بگیرد، می‌توانیم آن‌ها را مورد استفاده قرار دهیم.

وی گفت: اکنون کشور‌های پیشرفته اروپایی مشکلی در خصوص هجوم ریزگرد‌ها ندارند. بحث ریزگرد‌ها و گرد و غبار بیشتر مختص کشور‌های بیابانی است. هرچند ایران کشوری کاملا بیابانی نیست، اما طی دهه‌های اخیر شرایط آب و هوایی ما چندان رضایت بخش نبوده و شاهد فرسایش خاک در برخی از نواحی کشورمان بوده‌ایم. در حال حاضر تنها کشوری که فعالیت‌های علمی پیرامون این مساله انجام داده آمریکاست. ما برای توسعه بیشتر این تکنولوژی توانستیم با کمک پتنت‌ها و مقاله‌های علمی این دانش را برای مناطق کشور خودمان بومی سازی کنیم.

تثبیت خاک با سیمان‌های زیستی
تابنده گفت: تثبیت کننده زیستی که ما روی آن کار کردیم بر مبنای فعالیت بیولوژیکی است. در حال حاضر درون خاک به طور معمول باکتری‌هایی وجود دارند که آنزیمی به نام اوره‌آز تولید می‌کنند. تعداد این نوع باکتری‌ها در خاک زیاد است؛ این باکتری‌ها اوره را به آمونیوم، کربنات و بیکربنات تبدیل کرده و سپس طی فرایند‌های شیمیایی و بیولوژیکی ترکیبی به نام سیمان بیولوژیک (Biocement) ایجاد می‌کنند. این سیمان ذرات خاک را به یکدیگر می‌چسباند و در اثر آن استحکام خاک افزایش پیدا می‌کند و به نوعی خاک تثبیت می‌شود.

وی بیان کرد: اکنون در مکان‌هایی که گرد و غبار ایجاد می‌شود، خاک روان است و ذرات خاک به روی یکدیگر می‌لغزند و با ایجاد فرسایش بادی وارد هوا شده و باعث ایجاد آلودگی هوا می‌شوند بنابراین اگر ما بتوانیم با سیمان بیولوژیک ذرات خاک را کنار یکدیگر نگه داریم، می‌توانیم خاک را تثبت کنیم.

وی افزود: تیم تحقیقاتی ما در این طرح بدون انجام هیچ گونه دست‌ورزی ژنتیکی، این باکتری را از خاک جدا کرده است؛ باکتری که توانایی تولید آنزیم اوره‌آز در حد زیاد را دارد. سپس این باکتری را کشت داده‌ایم و فرآیند تکنولوژی آن را به سمتی برده‌ایم که ضمن داشتن قیمت مناسب، فرایند سالمی را سپری کند به گونه‌ای که بتواند در مقایس بالاتر نیز مورد استفاده قرار بگیرد. در نهایت به ترکیبات دیگر که فرایند Biocement اتفاق می‌افتد اضافه می‌شود. سپس هنگام اسپری شدن به روی سطح خاک، ذرات خاک به یکدیگر متصل می‌شوند.

سرنوشت مبهم سیمان‌های زیستی برای مهار ریزگرد‌ها
عضو هیئت علمی پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری گفت: ما تمامی اسناد این طرح را چند سال پیش به سامانه کمیته گرد و غبار ارسال کردیم. آزمایش‌هایی روی این طرح انجام گرفت و همگی مورد تایید واقع شدند. یک سری کار‌های میدانی نیز انجام دادند، اما این روال همچنان ادامه دارد و هنوز متاسفانه جواب قطعی برای تجاری سازی این طرح داده نشده است.

وی اظهار کرد: اکنون انواع و اقسام مختلفی از مالچ‌ها وجود دارند. با توجه به اینکه ما مناطق آب و هوایی گوناگونی و خاک‌های مختلفی در کشور داریم، نمی‌توانیم از یک نوع مالچ یا تثبیت کننده برای همه نواحی و مناطقی که فرسایش خاک دارند، استفاده کنیم. این کار امکان پذیر نیست در نتیجه باید انواعی از مالچ‌ها و تثبیت کننده‌هایی که سازگار با محیط زیست هستند، از طریق این کمیته تایید شوند و مورد استفاده قرار بگیرند. این طرح‌ها اگر مورد حمایت قرار بگیرند، قطعا کنترل و تثبیت ریزگرد‌ها روال بهتری پیدا خواهد کرد.

وی افزود: متاسفانه کمیته بودجه خیلی زیادی برای انجام این کار نداشت. حتی زمانی که پیشنهاد دادند این طرح در منطقه میبد یزد مورد آزمایش میدانی قرار بگیرد، آنقدر هزینه‌های این کار در مقایس زیاد بالا بود که ما از این کمیته درخواست حمایت کردیم، اما آن‌ها پاسخ دادند که بودجه‌ای برای انجام این کار را ندارند. در نتیجه اگر قرار است خاک تثبیت و تاییدیه آن گرفته شود باید مقدمات و حمایت آن از جانب دولت رخ دهد بنابراین ما از این منظر توقع و انتظار داریم که دولت برای اجرایی شدن این طرح ما را مورد حمایت قرار بدهد.

اکنون کشور‌های پیشرفته اروپایی مشکلی در خصوص هجوم ریزگرد‌ها ندارند. بحث ریزگرد‌ها و گرد و غبار بیشتر مختص کشور‌های بیابانی است. هرچند ایران کشوری کاملا بیابانی نیست، اما طی دهه‌های اخیر شرایط آب و هوایی ما چندان رضایت بخش نبوده و شاهد فرسایش خاک در برخی از نواحی کشورمان بوده‌ایم. در حال حاضر تنها کشوری که فعالیت‌های علمی پیرامون این مساله انجام داده آمریکاست. ما برای توسعه بیشتر این تکنولوژی توانستیم با کمک پتنت‌ها و مقاله‌های علمی این دانش را برای مناطق کشور خودمان بومی سازی کنیم.

وی گفت: این فناوری بسیار خاص است. امیدوارم این نوع تکنولوژی‌ها که برای بحث تولید و حفظ محیط زیست بسیار اهمیت دارد، از سوی دولت مورد توجه و حمایت بیشتری قرار بگیرد تا استفاده از چنین فناوری‌هایی به نفع مردم و سرزمین مان باشد.