Çevre biyoteknolojisi

Çevre biyoteknolojisi, doğal çevreye uygulanan ve araştıran biyoteknoloji dalıdır. Ayrıca ticari kullanımlar ve işletmeler için biyolojik süreçlerden faydalanılması çalışmalarını da kapsamaktadır. Uluslararası Çevre Biyoteknolojisi Derneği çevre biyoteknolojisini "Kirlenmiş çevresel ortamların (su, hava, toprak) iyileştirilmesi ve çevre dostu süreçler (yeşil üretim teknolojileri ve sürdürülebilir gelişme) için biyolojik sistemlerden yararlanılması, geliştirilmesi ve düzenlenmesi" olarak tanımlamaktadır. Katı, sıvı ve gaz atıkların biyolojik olarak işlenerek çevre kirliliğinin önlenmesi, kirlenmiş çevrenin iyileştirilmesi, çevrenin ve arıtım süreçlerinin biyolojik olarak izlenmesi amaçlarıyla biyolojik organizmaların (özellikle mikroorganizmaların) ve ürünlerinin kullanılmasına dayanan bilimsel ve mühendislik bilgi sistemi olarak da tanımlanabilir.

Çevre biyoteknolojisi, bir sürece ait atıkların başka bir sürecin hammaddesi olarak kullanılabildiği sinerjik bir verimlilik döngüsü içinde yenilenebilir enerji, gıda ve besin maddeleri üretmek amacıyla, doğal çevreyi bitkiler, hayvanlar, bakteriler, mantarlar ve algler şeklinde, optimum olarak kullanmak amacındadır.

Tarım, Gıda Güvenliği ve İklim Değişikliği

IAASTD (Kalkınma için Tarımsal Bilgi, Bilim ve Teknolojinin Uluslararası Değerlendirmesi Kuruluşu) gıda güvenliği ve iklim değişikliğinin azaltılması ve adaptasyonu amaçlarıyla küçük ölçekli ekolojik tarım sistemlerinin geliştirilmesi çağrısı yapmıştır. Çevre biyoteknolojisi, ekolojik tarım alanında, özellikle sıfır atık ve biyogaz üretimi açısından önemli gözükmektedir.

Endüstriyel Biyoteknoloji Açısından Önemi

Endüstriyel amaçlarla biyoteknoloji kullanımına basit bir örnek vermek için: Göl veya gölet gibi doğal bir su ortamına, nişasta bitkileri gibi endüstriyel üretim atıklarının karıştığını düşünelim. Böyle bir durumda, bazı istisnalar haricinde, büyük nişasta parçaları mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılmak üzere kolayca alınamazlar. Kirlilik bölgesindeki mikroorganizmalar, daha fazla nişastayı kullanmalarına ve/veya ayrıştırmalarına imkan sağlayacak genomik değişikliklere maruz kalmalıdırlar. Sonuçta oluşan modifiye genler tanımlanabilir ve endüstriyel kullanıma uygun mikroorganizmalara klonlanarak farmasötikal endüstri, fermentasyon gibi çeşitli ekonomik süreçlerde kullanılabilirler.

Benzer bir durum, acilen temizlenmesi gereken, denize petrol dökülmesi kazaları için de geçerlidir. Petrol kuyuları, petrol nakil hatları gibi petrol açısından zengin çevresel ortamlardan izole edilen mikroorganizmaların petrolü enerji kaynağı olarak kullanma veya ayrıştırma potansiyeline sahip oldukları tespit edilmiştir. Bu durumda petrol sızıntılarının temizlenmesi amacıyla da kullanılabilirler.Pestisit kontaminasyonuna uğramış topraktan izole edilen mikroorganizmalar da, benzer şeklide, pestisitleri biyolojik gübrelerle birlikte enerji kaynağı olarak kullanabilme yeteneğine sahip olabilirler. Bu canlılar, tarımsal alanlardaki pestisit toksisitesi seviyelerinin kontrol altında tutulmasını sağlayabilirler.

Diğer yandan, çevresel ortama inasnlar tarafından salıverilen bütün bu mikroorganizmaların çevresel dengenin bozulmasına yol açma ihtimalleri bulunmaktadır. Belirli bir çevresel ortamdaki canlı organizmalar arasında kurulmuş olan karşılıklı uyum değişime uğramak zorunda kalabilir. Doğadaki mevcut olan karşılıklı ilişkileri bozmamak için son derece dikkatli olunmalıdır, bu çevresel ilişkiler hem faydaları hem de dezavantajlarıyla çevre biyoteknolojisinin gelişmesine yol açmaktadırlar.

Uygulamalar ve etkiler

İnsanlar uzun zamandan beri, mahsul verimini iyileştirmek gibi sebeplerle, klasik ıslah metotları ve/veya modern genetik teknikler yoluyla genetik materyali manipüle etmektedirler. Bunun sağlık ve çevre üzerine beklenmedik olumsuz etkileri de bulunmaktadır. Çevresel biyoteknoloji, genetik materyalin manipüle edilmesini sağlayan uygulamalar ile bunların sonuçları arasındaki denge ile ilgilenir. Atık su arıtımını ve biyolojik ilkelerini ele alan çevre mühendisliği metinleri, artık genellikle çevre biyoteknolojisinin konu alanı olarak kabul edilmektedir. Fakat bu kitaplar daha çok biyoteknoloji uygulamalarını içermekte ve doğaya etkilerine nadiren değinilmektedir.