เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อม: ประวัติศาสตร์สิ่งที่ศึกษาการใช้งาน - ชีววิทยา - 2026

เทคโนโลยีชีวภาพสิ่งแวดล้อมเป็นวินัยที่ทุ่มเทให้กับการพัฒนาและการใช้งานของระบบชีวภาพเพื่อการแก้ไขและแก้ปัญหามลพิษในสิ่งแวดล้อม ใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและพันธุวิศวกรรมเพื่อบำบัดวัสดุอินทรีย์และอนินทรีย์โดยพยายามปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติและมุ่งสู่การพัฒนาที่ยั่งยืน

การใช้งานมีตั้งแต่การบำบัดทางชีวภาพและการบำบัดน้ำเสียก๊าซและของเสียที่เป็นพิษไปจนถึงการย่อยสลายทางชีวภาพของวัสดุเทคโนโลยีเกษตรพลังงานชีวภาพการย่อยอาหารและการควบคุมศัตรูพืชและโรค

เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมใช้จุลินทรีย์ในการฟื้นฟูสภาพแวดล้อมที่ได้รับผลกระทบจากมลภาวะ ที่มา: pixabay.com

ในปัจจุบันหน้าที่ที่โดดเด่นที่สุดคือการทำความสะอาดพื้นน้ำและอากาศโดยใช้กระบวนการที่ยั่งยืนและประหยัดกว่า

ตัวอย่างเช่นเมื่อต้องเผชิญกับการรั่วไหลของน้ำมันบนพื้นดินสามารถใส่ปุ๋ยที่มีซัลเฟตหรือไนเตรตเพื่อส่งเสริมการสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์ที่ชอบการสลายตัวของสารนี้

กล่าวโดยย่อเทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมช่วยให้ธรรมชาติเอาชนะสถานการณ์ของความไม่สมดุลฟื้นฟูระบบนิเวศที่ประสบการเปลี่ยนแปลงบางอย่างโดยส่วนใหญ่เกิดจากการกระทำของมนุษย์

ประวัติเทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อม

เทคโนโลยีชีวภาพมีอยู่ในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติตั้งแต่สมัยโบราณเมื่อมีการใช้เทคนิคต่าง ๆ ในการจัดการสัตว์และพืชผลเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์บางอย่างเช่นไวน์เบียร์ชีสหรือขนมปัง

ในศตวรรษที่ 19 หลุยส์ปาสเตอร์นักเคมีชาวฝรั่งเศสค้นพบว่าจุลินทรีย์เป็นสาเหตุของการหมักซึ่งก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมากต่ออุตสาหกรรมอาหารและสุขภาพ

หลายปีต่อมาอเล็กซานเดอร์เฟลมมิงนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษสังเกตเห็นผลของแบคทีเรียเพนิซิลินในการรักษาการติดเชื้อซึ่งทำให้มีการพัฒนายาปฏิชีวนะในปริมาณมาก

ในปีพ. ศ. 2496 นักวิทยาศาสตร์โรซาลินด์แฟรงคลินเจมส์ดี. วัตสันและฟรานซิสคริกจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ค้นพบดีเอ็นเอและการทำงานของรหัสพันธุกรรม สิ่งนี้สร้างความก้าวหน้าอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนในด้านการจัดการโมเลกุลทำให้เกิดเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่

การดัดแปลงและถ่ายโอนยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งหนึ่งทำให้สามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์และกระบวนการที่ดีขึ้นในด้านการเกษตรและการแพทย์

เมื่อเวลาผ่านไปและเป็นผลมาจากผลกระทบเชิงลบของการแสวงหาประโยชน์ทางอุตสาหกรรมต่อสิ่งแวดล้อมเทคนิคเหล่านี้เริ่มถูกนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับมลพิษก่อให้เกิดเทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อม

เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมศึกษาอะไร?

สาขาวิชานี้ประกอบด้วยการศึกษาสองสาขาหลัก ได้แก่ เทคโนโลยีชีวภาพในด้านหนึ่งและระบบนิเวศในอีกด้านหนึ่ง

เทคโนโลยีชีวภาพ

เป็นวิทยาศาสตร์ที่ตรวจสอบและวิเคราะห์สิ่งมีชีวิตตามลำดับโดยใช้เทคโนโลยีเพื่อใช้ประโยชน์จากทรัพยากรและขีดความสามารถเพื่อใช้ในการปรับปรุงผลิตภัณฑ์และวัตถุประสงค์อื่น ๆ

ส่วนใหญ่จะใช้ในด้านอาหารยาเภสัชวิทยาและการดูแลสิ่งแวดล้อม

ด้วยการใช้งานทำให้สามารถได้รับยาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นวัสดุที่ทนกว่าอาหารเพื่อสุขภาพแหล่งพลังงานหมุนเวียนและกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ก่อมลพิษน้อยลง

นิเวศวิทยา

เป็นส่วนหนึ่งของชีววิทยาที่ศึกษาความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่มีต่อกันและกันและกับสิ่งแวดล้อมที่พวกมันอาศัยอยู่ ความสนใจหลักอย่างหนึ่งของเขาคือการเปลี่ยนแปลงที่ระบบนิเวศได้รับจากกิจกรรมที่มนุษย์ทำขึ้น

ในแง่นี้นิเวศวิทยาเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวทางการเมืองและสังคมเป็นเวลาหลายปีที่ทั่วโลกต่อสู้เพื่อปกป้องและดูแลสิ่งแวดล้อม

การดำเนินการดังกล่าวมีเป้าหมายเพื่อการอนุรักษ์และฟื้นฟูทรัพยากรธรรมชาติการคุ้มครองสัตว์ป่าและการลดระดับมลพิษที่เกิดขึ้นโดยมนุษย์

ภายในกรอบนี้เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมพยายามค้นหาวิธีแก้ปัญหาการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศการมีแหล่งพลังงานหมุนเวียนใหม่และการทำให้ชั้นโอโซนบางลงรวมถึงปัญหาอื่น ๆ

การประยุกต์ใช้งาน

ในการเกษตรเทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมช่วยให้สามารถสร้างอาหารที่มีวิตามินแร่ธาตุและโปรตีนได้มากขึ้นและพืชที่ต้านทานการโจมตีของแมลงได้ดีขึ้น ที่มา: pixabay.com

การใช้งานหลักที่มอบให้กับเทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมคือสิ่งที่เกี่ยวข้องกับการบำบัดทางชีวภาพการบำบัดน้ำเสียการย่อยสลายทางชีวภาพของวัสดุและเทคโนโลยีเกษตรชีวภาพ

การบำบัดทางชีวภาพ

คำนี้หมายถึงการใช้จุลินทรีย์ในการบำบัดสารหรือเพื่อฟื้นฟูสภาพแวดล้อมที่ได้รับผลกระทบจากการปนเปื้อน

ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียเชื้อราและพืชดัดแปลงพันธุกรรมบางชนิดมีความสามารถในการดูดซับและย่อยสลายองค์ประกอบที่เป็นพิษจากดินน้ำหรืออากาศ

หนึ่งในกรณีที่รู้จักกันดีที่สุดคือการดัดแปลงพันธุกรรมที่ทำจากแบคทีเรีย Deinococcus radiodurans ซึ่งมีความสามารถในการทนต่อรังสีได้ดีเยี่ยมเพื่อดูดซับไอออนของปรอทและโทลูอีนที่มีอยู่ในกากนิวเคลียร์

เชื้อราบางชนิดมีความทนทานต่อความเข้มข้นของสารตะกั่วสูงและใช้ทำความสะอาดดินที่ปนเปื้อนโลหะหนักนี้

บำบัดน้ำเสีย

เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมสามารถใช้เพื่อขจัดมลพิษทางกายภาพเคมีและชีวภาพจากน้ำเสียของมนุษย์

ด้วยการใช้พืชน้ำสาหร่ายขนาดเล็กและกระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพจึงสามารถทำให้ของเสียบริสุทธิ์และปรับปรุงคุณภาพได้

Agrobiotechnology

ในการเกษตรเทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมใช้สิ่งมีชีวิตหรือจุลินทรีย์เพื่อปรับปรุงสภาพของพืชและเพิ่มผลผลิต

ตัวอย่างเช่นช่วยให้สามารถสร้างอาหารที่มีวิตามินแร่ธาตุและโปรตีนมากขึ้นและพืชที่ต้านทานการโจมตีของแมลงได้ดีขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องใช้ผลิตภัณฑ์เคมีที่ทำลายสิ่งแวดล้อม

นอกจากนี้ยังทำให้สามารถนำวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตรหรือน้ำทิ้งมาใช้ในการผลิตพลังงานและเชื้อเพลิงชีวภาพได้อีกด้วย

การย่อยสลายทางชีวภาพของวัสดุ

เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมยังช่วยให้สามารถพัฒนาวัสดุย่อยสลายได้ซึ่งย่อยสลายตามธรรมชาติผ่านการกระทำของสารชีวภาพเช่นสัตว์เชื้อราและแบคทีเรีย

การย่อยสลายขององค์ประกอบเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ 2 วิธี: โดยผ่านสิ่งมีชีวิตที่ต้องการออกซิเจนในการดำรงชีวิต (การย่อยสลายแบบใช้ออกซิเจน) หรือผ่านสิ่งมีชีวิตที่ไม่ต้องการออกซิเจนในการเผาผลาญ (การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน)

กระบวนการประเภทนี้ช่วยลดระดับของเสียให้น้อยที่สุดและหลีกเลี่ยงความคงทนของสารมลพิษในสิ่งแวดล้อม

ในทางกลับกันการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ ที่เป็นไปได้ ได้แก่ การบำบัดขยะมูลฝอยและก๊าซพลังงานชีวภาพและการย่อยอาหารการควบคุมศัตรูพืชและโรคและวัฏจักรเคมีชีวเคมีเป็นต้น

อ้างอิง

1. Castillo Rodríguez, Francisco (2005) เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อม. บรรณาธิการ Tebar กรุงมาดริด สเปน.
2. Bécares, E. (2014). เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อมซินเดอเรลล่าแห่งเทคโนโลยีชีวภาพ? AmbioSciences นิตยสารเผยแพร่ทางวิทยาศาสตร์แก้ไขโดยคณะวิทยาศาสตร์ชีวภาพและสิ่งแวดล้อมของมหาวิทยาลัยเลออน
3. ISEB International Society for Environmental Biotechnology. มีจำหน่ายที่: inecol.edu.mx
4. ลวก, Anicet. เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อม. การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชีวภาพในการปรับปรุงสภาพแวดล้อม มหาวิทยาลัยบาร์เซโลนา.
5. Rittmann, พ.ศ. 2549. นิเวศวิทยาของจุลินทรีย์เพื่อจัดการกระบวนการในเทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อม เทรนด์เทคโนโลยีชีวภาพ
6. เทคโนโลยีชีวภาพด้านสิ่งแวดล้อม, Wikipedia มีให้ที่: Wikipedia.org