جوی کیبر / پیکسل, CC BY-SA 

بیومنینی نوعی تکنیک وعده داده شده از علم تخیلی است: یک مخزن بزرگ پر از میکروارگانیسم ها که فلز را از سنگ، تلفن های قدیمی و هارد دیسک جدا می کند.

این به نظر می رسد اینده است، اما در حال حاضر برای تولید حدود 5٪ از طلا و جهان استفاده می شود 20٪ از مس در جهان است. همچنین برای استخراج نیکل، روی، کبالت و عناصر کمیاب خاک استفاده می شود. اما شاید این پتانسیل هیجان انگیز جذب عناصر کمیاب زمین است که در همه چیز از تلفن های همراه تا فن آوری های انرژی تجدید پذیر است.

معدن مری کتلین، یک معدن اورانیوم خام در شمال غربی کوئینزلند، حاوی حدود A $ 4 میلیارد دلار در عناصر خاکی کمیاب است. Biomining یک گزینه مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست را ارائه می دهد.

بیومینگ بسیار متنوع است و می توان آن را در سایر اجسام سیاره ای استفاده کرد. مطالعات بیولوژیک در ایستگاه فضایی بین المللی نشان داده است که میکروارگانیسم ها از محیط های شدید روی زمین می توانند انواع مختلفی از مواد معدنی و فلزات سنگین را در معرض سرد، گرما، تابش و خلاء فضا قرار دهند.

برخی از دانشمندان حتی اعتقاد دارند ما نمی توانیم بدون استفاده از فن آوری های بیومنانه سیارات دیگر را مستعمره کنیم.

چگونه کار می کند؟

ریز مغذی ها در مخازن مواد معدنی را از هر ماده منبع منشعب می کنند. با سپاس از آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام.

بیومینمایی در داخل راکتورهای بزرگ، بسته و مخلوط مخزن (بیوراکتورها) رخ می دهد. این دستگاهها عموما شامل آب، میکروارگانیسم ها (باکتری ها، قارچ ها، قارچ ها)، مواد سنگی و منبع انرژی برای میکروب ها هستند.

منبع انرژی مورد نیاز بستگی به میکروب خاص لازم برای کار دارد. به عنوان مثال، طلا و مس با استفاده از میکروارگانیسم های بیولوژیکی از خاک های سولفیدی به دست می آیند که می توانند انرژی از منابع معدنی را از طریق اکسیداسیون گوگرد و آهن استخراج کنند.

با این حال، عناصر کمیاب خاکی از مواد معدنی غیر سولفیدی بیولوژیک استفاده می کنند که از میکروارگانیسم هایی استفاده می کنند که نیاز به منبع کربن ارگانیک دارند، زیرا این سنگ ها منبع انرژی قابل استفاده را ندارند. در این مورد، قندها اضافه می شوند تا بتوانند میکروب ها رشد کنند.

همه موجودات زنده نیاز به فلزات برای انجام واکنش های اولیه آنزیم دارند. انسانها فلزات خود را از غلظت ردیابی مواد غذایی خود می گیرند. با این حال، میکروبها با جدا کردن آنها از مواد معدنی در محیطشان، فلزات را به دست می آورند. آنها این کار را با تولید اسیدهای آلی و ترکیبات فلزکاری انجام می دهند. دانشمندان از این ویژگی ها با مخلوط کردن میکروب ها در محلول با سنگ های معدنی بهره می گیرند و فلز را به سمت بالا جمع می کنند.

دما، قندها، میزان مخلوط مخلوط، اسیدیته، دی اکسید کربن و سطح اکسیژن، باید تحت نظارت و تنظیم مناسب برای ارائه شرایط مطلوب کار

مزایای بیومینمایی

معادن سنتی نیازمند مواد شیمیایی خشن، انرژی زیادی هستند و آلاینده های زیادی تولید می کنند. در مقابل، بیومینینگ از انرژی کمی استفاده می کند و چندین فرآورده بیولوژیکی مانند اسیدهای آلی و گازها تولید می کند.

از آنجا که ارزان و ساده است، زیست محیطی می تواند به طور مؤثر از منابع پایین فلزات (مانند مین های معدنی) بهره برداری کند که در غیر این صورت با استفاده از روش های سنتی غیر اقتصادی می شود.

کشورها به طور فزاینده ای به زیست محیطی مانند فنلاند، شیلی و اوگاندا تبدیل می شوند. شیلی مقدار زیادی از سنگ های غنی از مس خود را خسته و در حال حاضر از biomining استفاده می کند، در حالی که اوگاندا برای بیش از یک دهه استخراج کبالت از tailings معدن مس است.

چرا ما نیاز به عناصر کمیاب زمین هستیم؟

عناصر خاکی کمیاب شامل گروه لانتاناید 15 در نزدیکی پایین جدول تناوبی، به همراه اسکاندیم و یتیم است. آنها به طور گسترده در مورد تمام الکترونیک استفاده می شود و به طور فزاینده ای توسط خودروهای الکتریکی و صنایع انرژی تجدید پذیر مورد استفاده قرار می گیرند.

خواص منحصر به فرد اتم این عناصر به عنوان آهنرباهای و فسفر مفید است. آنها به عنوان آهنرباهای سبک وزن در خودروهای الکتریکی، توربین های بادی، درایوهای سخت دیسک، تجهیزات پزشکی و فسفر در روشنایی بهره وری انرژی و LED های تلفن های همراه، تلویزیون ها و لپ تاپ ها استفاده می شود.

با وجود نام آنها، عناصر خاکی کمیاب نادر نیستند و بعضی از آنها در غبار بیشتر از مس، نیکل و سرب در پوسته زمین هستند. با این حال، بر خلاف این فلزات اولیه که از سنگ معدن تشکیل شده اند (یک سنگ معدنی یا سنگی که به طور طبیعی می تواند از مواد مفید مفید باشد)، عناصر خاکی کمیاب به طور گسترده ای پراکنده می شوند. بنابراين از لحاظ اقتصادی، آنها به طور كلي به عنوان محصولات ثانویه در کنار فلزات اصلی مانند آهن و مس استخراج می شوند.

بیش از 90٪ از عناصر کمیاب زمین نادر در جهان از چین است که در آن انحصارات تولید، محدودیت های تجاری و معادن غیر قانونی باعث افزایش قیمت ها شده است نوسانی به شدت نوسان می کند در طول سال ها.

بیشتر تکنولوژی های انرژی تجدید پذیر به فلزات خاکی کمیاب بستگی دارند. Pixabay

گزارش از وزارت انرژی ایالات متحده, اتحادیه اروپا، و کمیسیون اطلاعات آمریکا بر اساس اهمیت آنها برای انرژی تمیز، ریسک عرضه بالا و عدم جایگزین، عناصر کمیاب خاکی را بعنوان مواد بحرانی نامگذاری کرده اند.

این گزارش ها تحقیق و توسعه را به روش های استخراج معادن جایگزین مانند بیومینمایی به عنوان یک استراتژی کاهش خطر تشویق می کند.

به دنبال این تماس ها، آزمایشگاه ها در کورتینو برکلی دانشگاه ها از میکروارگانیسم ها برای رهایی از مواد معدنی معمول کادمیوم استفاده کرده اند. این مطالعات مقیاس آزمایشی نتایج دلخواه خود را نشان داده اند و میزان استخراج آنها در حال نزدیک شدن به روش های معدنکاری معمول است.

از آنجایی که اکثر الکترونیک دارایی قابل ملاحظه ای برای طول عمر و ضعف قابل بازیافت است، آزمایشگاه ها با بیومنانی "شهری" تجربه می کنند. به عنوان مثال، مطالعات بیولوژیک موفق بوده اند استخراج عناصر خاکی کمیاب از پودر فسفر پوشش بلورهای فلورسنت و استفاده از میکروارگانیسم ها برای بازیافت عناصر کمیاب زمین از ضایعات الکترونیکی مانند آهن ربای هارد دیسک.

عناصر کمیاب زمین برای آینده فناوری ما حیاتی هستند. Biomining راهي براي به دست آوردن اين منابع با ارزش در راه است كه از نظر زيست محيطي و اقتصادي قابل اجرا است.

درباره نویسنده

مارکوس واتسینس، دانشجوی دکتری، ژئومکروبیولوژی، دانشگاه ملبورن

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

سرمایه گذاری در سرمایه گذاری و سرمایه گذاری در کالیفرنیا

توسط جسی مین کینان
این کتاب به عنوان راهنمایی برای دولت های محلی و شرکت های خصوصی عمل می کند زیرا آنها به آب های غیرشخصی در سرمایه گذاری در انطباق و انعطاف پذیری تغییرات آب و هوایی حرکت می کنند. این کتاب نه تنها به عنوان راهنمایی منابع برای شناسایی منابع مالی بالقوه بلکه به عنوان یک نقشه راه برای مدیریت دارایی و فرایندهای مالی دولتی است. این نشان می دهد همکاری عملی بین مکانیسم های مالی، و همچنین درگیری هایی که ممکن است بین منافع مختلف و استراتژی ها ایجاد شود. در حالی که تمرکز اصلی این کار در ایالت کالیفرنیا است، این کتاب بینش گسترده ای را برای اینکه چگونه ایالت ها، دولت های محلی و شرکت های خصوصی می توانند اولین گام های مهم در سرمایه گذاری در انطباق جمعی جامعه با تغییرات آب و هوایی را ارائه دهند، ارائه می دهد. موجود در آمازون

سازگاری تغییرات اقلیمی در مناطق شهری: ارتباطات بین علم، سیاست و تمرین، مبتنی بر طبیعت

توسط Nadja Kabisch، Horst Korn، Jutta Stadler، Aletta Bonne
این کتاب دسترسی آزاد یافته های تحقیق و تجربیات علم ، سیاست و عمل را گردآوری می کند تا اهمیت راه حل های مبتنی بر طبیعت برای سازگاری با تغییرات آب و هوا را در مناطق شهری برجسته و مورد بحث قرار دهد. بر پتانسیل رویکردهای مبتنی بر طبیعت برای ایجاد مزایای چندگانه برای جامعه تأکید شده است.

مشارکت متخصصان توصیه هایی را برای ایجاد هم افزایی بین روندهای سیاستی مداوم ، برنامه های علمی و اجرای عملی تغییرات آب و هوا و اقدامات حفاظت از طبیعت در مناطق شهری جهانی ارائه می دهد. موجود در آمازون

رویکرد بحرانی برای سازگاری با تغییرات اقلیمی: گفتمان، سیاست ها و عملکردها

توسط سیلا کلپ، لیبرتاد چاوز رودریگز
این جلد ویرایش شده، تحقیقات انتقادی راجع به گفتمان، سیاست ها و شیوه های انطباق تغییرات آب و هوایی را از منظر چند رشته ای به ارمغان می آورد. در بخش هایی از کشورهایی مانند کلمبیا، مکزیک، کانادا، آلمان، روسیه، تانزانیا، اندونزی و جزایر اقیانوس آرام، نمونه هایی از کشورها، از جمله کشورها شرح می دهند که چگونه اقدامات انطباق در سطوح مردمی تفسیر، اصلاح و اجرا می شود و چگونه این اقدامات در حال تغییر یا دخالت هستند روابط قدرت، پلورالیسم حقوقی و دانش محلی (اکولوژیکی). در مجموع، کتاب چالش ها، دیدگاه های انطباق تغییرات اقلیمی را با در نظر گرفتن مسائل مربوط به تنوع فرهنگی، حقوقی محیط زیست و حقوق بشر، و همچنین رویکردهای فمینیستی یا متقابل، به وجود آورد. این روش ابتکاری اجازه می دهد تا برای تجزیه و تحلیل از تنظیمات جدید دانش و قدرت است که در حال تغییر به نام تغییرات اقلیمی اقتباس شده است. موجود در آمازون

از ناشر:
خرید در آمازون برای هزینۀ آوردن شما هزینه می کند InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com بدون هزینه و بدون تبلیغاتی که عادت مرور شما را دنبال می کنند. حتی اگر روی یک لینک کلیک کنید اما این محصولات انتخابی را خریداری نکنید، هر چیزی که شما در همان بازدید از آمازون خریداری می کنید، یک کمیسیون را به ما می دهد. هیچ هزینه اضافی برای شما وجود ندارد، پس لطفا در تلاش باشید. شما همچنین می توانید از این لینک استفاده کنید برای استفاده از آمازون در هر زمان، بنابراین می توانید به حمایت از تلاش های ما کمک کنید.