પ્રદૂષણ અને સૂક્ષ્મજીવો

પ્રદૂષણ અને સૂક્ષ્મજીવો : પ્રદૂષણ માટે કારણભૂત તથા પ્રદૂષણની માવજત કે જાળવણી સાથે સંકળાયેલા સૂક્ષ્મજીવો અને તેમની કાર્યસરણી. પૃથ્વી પર વસતાં સજીવોની ચયાપચયી પ્રક્રિયાઓની અસરથી ઉદભવતો કચરો તથા જીવોના વિવિધ ભાગો સહિતનો મૃતદેહ જૈવવિઘટનાત્મક (biodegradable) હોય છે. જમીન ઉપર અથવા પાણીમાં એકઠા થતા આ કચરાને નિર્જીવ ઘટકોમાં ફેરવવાની પ્રક્રિયામાં સૂક્ષ્મજીવો, અપાદકો (maggots) તથા અળસિયાં જેવાં સજીવો મહત્વનો ભાગ ભજવે છે. જે તે સમયે અસ્તિત્વમાં હોય તેવા સજીવ સૃષ્ટિના સભ્યો આ નિર્જીવ ઘટકોનો ઉપયોગ કરી તેને જૈવ અણુઓ કે સજીવ સૃષ્ટિમાં ફેરવતા હોય છે. નિર્જીવ ઘટકોનું આ રીતે સજીવમાં રૂપાંતર અને તેનું પુન:ચક્રણ (recycling) કરોડો વર્ષોથી સતત ચાલી રહ્યું છે. પરિણામે પૃથ્વી પરના સજીવ તેમજ નિર્જીવ ઘટકોનાં પ્રમાણનું સાતત્ય જળવાઈ રહ્યું છે.

પરંતુ છેલ્લાં કેટલાંક વર્ષોથી માનવવસ્તીમાં વધારો થવાથી તેના દ્વારા પૃથ્વી પર થયેલા અવક્રમણને પરિણામે પુન:ચક્રણ પ્રક્રમમાં અવરોધ પેદા થયો છે. આને લીધે પૃથ્વી પર કચરા(પ્રદૂષણ)નું પ્રમાણ બેહદ વધી રહ્યું છે અને તેનાં દુષ્પરિણામો પૃથ્વી પરની સમગ્ર સજીવ સૃષ્ટિને – વનસ્પતિ તેમજ માનવ સહિતનાં બધાં સજીવોને – ભોગવવાં પડે છે.

પ્રદૂષણની એક વિપરીત અસર હેઠળ વૈશ્વિક સ્તરે ગરમીનું પ્રમાણ વધી રહ્યું છે. તાપમાનમાં વધારાની પ્રત્યક્ષ કે પરોક્ષ અસર સજીવ સૃષ્ટિ માટે ભયજનક નીવડી છે. વળી ઔદ્યાગિકીકરણ અને માનવવસ્તીમાં થયેલા વધારાને કારણે સિમેન્ટનાં જંગલો નિર્માણ થતાં તળાવો, કળણો, તેમજ જંગલ હેઠળનું ક્ષેત્ર ઘટી રહ્યું છે. શહેરોમાં ગીચ વસ્તી અને ગંદકીવાળાં રહેઠાણો – ઝૂંપડપટ્ટી (slums) – સતત વધતાં રહ્યાં છે. મોટાં શહેરોમાં તો 20%થી 25% જેટલી વસ્તી આ ઝૂંપડપટ્ટીમાં આવેલી હોય છે. આ ઉપરાંત સ્વચ્છ કહેવાતા વિસ્તારોમાં પણ કચરો મોટા પાયા પર પ્રસરેલો કે એકઠો થયેલો જોવા મળે છે. આ કચરાના રાસાયણિક તેમજ સૂક્ષ્મ જીવાણુઓ દ્વારા થતા વિઘટનને પરિણામે ઝેરી વાયુઓ ઉત્પન્ન થઈ હવામાં ફેલાય છે. ઔદ્યોગિકીકરણના ભાગરૂપ કેટલાંક કારખાનાં હાનિકારક રસાયણો નદીમાં છોડે છે. વળી તેમની ચિમનીમાંથી ધુમાડા ઉપરાંત, કાર્બનરજ, બારીક રાખ અને ઝેરી વાયુઓ પણ હવામાં પ્રસરે છે. આ બધા ઘટકો સજીવ સૃષ્ટિ માટે વિનાશક નીવડે છે.

પ્રદૂષિત હવા દ્વારા ફેલાતા સૂક્ષ્મજીવો : માનવ સહિત વિવિધ પ્રાણીઓનાં મળમૂત્ર, દર્દીઓના ઉપચાર માટે વપરાતી વસ્તુઓ, કોહવાતા પદાર્થો, રસ્તા ઉપર ફેંકી દેવામાં આવતા નકામા પદાર્થો – ખાસ કરીને ચેપી રોગને ફેલાવનાર ઉંદર જેવાં પ્રાણીઓનાં મૃત શરીરોમાં રોગ ઉત્પન્ન કરનાર સૂક્ષ્મજીવો કે બીજાણુઓ સભર ભરેલા હોય છે. આવા સૂક્ષ્મજીવો ધૂળ, ભેજબિંદુ અને અન્ય સૂક્ષ્મકણો દ્વારા માનવી અને અન્ય પ્રાણીઓના સંપર્કમાં આવે છે. તેમાંના ઘણા વિવિધ રોગોનો ફેલાવો કરે છે. દા.ત., શ્વસનતંત્રમાં આવતા જીવાણુઓને કારણે શરદી, ઉધરસ, ઇન્ફ્લુએન્ઝા, ન્યૂમોનિયા, ડિફ્થેરિયા; જ્યારે માનવીની ત્વચા સાથે સંપર્ક થતાં દાદર-દરાજ, શીતળા, અછબડા, ખરજવું વગેરે રોગો ઉત્પન્ન થાય છે. પ્લેગ, મેનિન્જાઇટિસ જેવા રોગ પણ હવા વાટે સૂક્ષ્મજીવો દ્વારા ફેલાય છે.

જલપ્રદૂષણ દ્વારા ફેલાતા સૂક્ષ્મજીવો : માનવીની જરૂરિયાતોમાં પાણી અગત્યનું સ્થાન ધરાવે છે. સજીવોના જીવરસમાં 70%થી 90% જેટલું પાણી હોય છે. પાણીમાં સજીવ સૃષ્ટિને ઉપયોગી એવાં કૅલ્શિયમ, મૅગ્નેશિયમ જેવાં ખનિજો ઉપરાંત ઘણી વાર તેમાં સજીવો માટે વિઘાતક એવાં આર્સેનિક, કૅડ્મિયમ, સીસું, પારો (મર્ક્યુરી) વગેરે દ્રવ્યો પણ સંયોજન રૂપે ભળે છે. ફ્લોરાઇડ અને અન્ય ક્ષારો પણ વધુ હોય તો હાનિકારક નીવડે છે. આ ઉપરાંત કાપડ-ઉદ્યોગ, ચર્મોદ્યોગ, પૉલિમર-ઉદ્યોગ, સિમેન્ટ, રંગોનું ઉત્પાદન જેવા વિવિધ ઉદ્યોગોને પરિણામે ઉદભવતાં અપશિષ્ટ દ્રવ્યને યોગ્ય ઉપચાર વિના જળાશયો, નદી કે દરિયામાં ઠાલવવાથી પાણીમાં ઍસિડ, આલ્કલી, એમોનિયા, ફીનૉલ, સાઇનાઇડ વગેરે રસાયણો ભળે છે. સજીવો દ્વારા નિર્મિત ઘટકો અને સજીવોની ચયાપચયી પ્રક્રિયાની અસર હેઠળ પણ પાણી પ્રદૂષિત બને છે. આમાં ડેરી, ઔષધનિર્માણ અને ખાદ્ય પદાર્થોના ઉત્પાદન સાથે સંબંધિત કારખાનાં, કૃષિક્ષેત્ર અને તેની સાથે સંકળાયેલા ઉદ્યોગો તેમજ ગટરમાં છોડાતું ઘરવપરાશનું પાણી વગેરે પરિબળોને કારણે જૈવિક પ્રદૂષકોનું નિર્માણ અને તેનો ફેલાવો થતો હોય છે.

સૂએજ (sewage) તરીકે ઓળખાતા આ પાણીમાં પ્રક્ષાલકો, ફીનૉલીય પદાર્થો, સાબુ, મળમૂત્ર, ખારાકી તત્વો, તૈલ પદાર્થો, દવાઓ તેમજ નકામા ઘન પદાર્થો વગેરે રહેલાં હોય છે. આવાં પાણીમાં બે પ્રકારના સૂક્ષ્મજીવો રહેલા હોય છે. પહેલા પ્રકારમાં માનવીના શરીરમાંથી અથવા ખોરાકી ઘટકોમાંથી ઉદભવતા સૂક્ષ્મજીવોનો સમાવેશ થાય છે. તેમના સંપર્કથી અથવા તેઓ શરીરમાં દાખલ થવાથી માનવી અને પાલતુ જાનવરો ચેપી રોગોથી પીડાય છે. બીજા પ્રકારમાં વિઘટકો(decomposers)નો સમાવેશ થાય છે. તેઓ મુખ્યત્વે અવાતજીવી (anaerobic) પ્રકારનાં હોય છે. સૂએજના ડહોળા પાણીમાં દ્રાવ્ય ઑક્સિજનનો અભાવ હોવાથી તેમાં વાતજીવી સૂક્ષ્મજીવો જીવી શકતા નથી. આવા પાણીની ઑક્સિજન માટેની જરૂરિયાતને BOD (biological oxygen demand) કહે છે. પ્રદૂષિત પાણી માટે ઑક્સિજનની જરૂરિયાત વધુ હોય છે.

સૂએજના પાણીનું શુદ્ધીકરણ : સૂએજના પાણી દ્વારા સૂક્ષ્મજીવો ફેલાય નહિ તે માટે તેનું શુદ્ધીકરણ કરવું જરૂરી છે. તે ત્રણ તબક્કે થાય છે.

પ્રાથમિક શુદ્ધીકરણ (primary treatment) : પ્રાથમિક શુદ્ધીકરણમાં ગાળણ, ઠારણ અને વિઘટન – એમ ત્રણ પ્રકારની પ્રક્રિયા થતી હોય છે.

ગાળણ એક ભૌતિક પ્રક્રિયા છે, જેમાં સૂએજના પાણીમાં રહેલા મોટા કદના અદ્રાવ્ય ઘન પદાર્થોને ગળણી (filter) વડે દૂર કરવામાં આવે છે. આ માટે સૌપ્રથમ ગ્રિટ-ચેંબર નામે ઓળખાતી ટાંકી કે કૂવામાં સૂએજના પાણીને ઠાલવવામાં આવે છે. ટાંકીની ઉપરના ભાગમાં ગળણીની ગોઠવણ કરવામાં આવેલી હોય છે જેથી પાણીમાં વહેતાં ચીંથરાં, કાગળ, લાકડાના ટુકડા, કાચ કે પ્લાસ્ટિક જેવા ઘન પદાર્થો પાણીમાંથી અલગ કરવામાં આવે છે.

આ ચેંબરમાં કાદવ કે રેતીના કણો ઉપરાંત જાતજાતના જૈવ વિઘટનાત્મક પદાર્થો પણ આવે છે. આ પદાર્થો મુખ્યત્વે કાર્બોદિતો- લિપિડો, નત્રલ પદાર્થો અને તેમનાં વ્યુત્પન્નોના બનેલા હોય છે. આવા સૂએજના પાણીમાં નીચેનાં અવાતજીવી પણ જોવા મળે છે.

(1) સજીવોનાં આંતરડાંમાંથી વિમુક્ત થયેલા જીવાણુઓ, એન્ટેરોબૅક્ટર, સ્યૂડોમૉનાસ, સ્ટ્રેપ્ટોકોકાઇ, માઇક્રોકોકાઇ વગેરે.

(2) જાતજાતના મૃતોપજીવી જીવાણુઓ (saprophytes).

(3) અન્ય અવાતજીવી જીવાણુઓ : મીથેનોબૅક્ટર, મીથેનોકોકસ, ક્લૉસ્ટ્રિડિયમ વગેરે.

(4) ફૂગ; દા.ત., સૅપ્રોલેજીનિયા, લેપ્ટોમિરઇઈ.

(5) વિષાણુઓ.

ગ્રિટ-ચેંબરમાં ભેગા થતા ચીકણા પદાર્થને પંક (sludge) કહેવામાં આવે છે. આ પંકને ઠારણ-ટૅંક(settlement tank)માં ઠરવા દેવાય છે. પંકમાં પાણી ઉપરાંત સેંદ્રિય ઘટકો સારા પ્રમાણમાં આવેલા હોય છે. પંકમાં રહેલા અવાતજીવી સૂક્ષ્મજીવો સેંદ્રિય પદાર્થોનું વિઘટન કરી તેને સાદા સ્વરૂપમાં ફેરવે છે. જૈવી વિઘટનને પરિણામે હાઇડ્રોજન, કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ, નાઇટ્રોજન, મિથેન જેવા વાયુઓ મુક્ત થાય છે. તેમાંથી મોટાભાગના વાયુઓ હવામાં ભળે છે, જ્યારે મિથેન વાયુને અલગ કરી તેનો ઉપયોગ બળતણ તેમજ રસ્તા પરની દીવાબત્તી માટે કરવામાં આવે છે, જ્યારે ટૅંકમાં શેષ રહેલ ઘન પદાર્થનો ઉપયોગ ખાતર તરીકે થાય છે.

સેંદ્રિય પદાર્થો (ખાસ કરીને કાર્બોદિતો) પર આથવણ-પ્રક્રિયા પણ થતી હોય છે. આ પણ એક અવાતજીવી પ્રક્રિયા છે, જેને પરિણામે અમ્લો, આલ્કોહૉલ, ગ્લિસરૉલ, ઍસિટાલ્ડિહાઇડ, સલ્ફાઇડ જેવાં ઔદ્યોગિક અગત્યનાં રસાયણોનું ઉત્પાદન થાય છે. ખાંડ-ઉદ્યોગમાં નિર્માણ થતા મોલૅસિસમાંથી આલ્કોહૉલનું ઉત્પાદન મોટા પાયા પર કરવામાં આવે છે.

શુદ્ધીકરણનો બીજો તબક્કો : પ્રાથમિક શુદ્ધીકરણમાં ઘન પદાર્થો અલગ થતાં શેષ રહેલ ભાગ મુખ્યત્વે પાણીનો બનેલો હોય છે. તેને મેલું કે ગંદું પાણી (effluent) કહે છે. આ પાણીને ખાસ બનાવેલ મોટી ટાંકીઓ તરફ વાળવામાં આવે છે અને તેમાં દ્બાણથી હવા ફૂંકવામાં આવે છે. હવામાં રહેલ ઑક્સિજનને લીધે પાણીમાં રહેલ જારક સૂક્ષ્મજીવો કે તેના બીજાણુઓ સક્રિય બને છે અને પાણીમાં ઓગળેલ શેષ ખોરાકી પદાર્થોને પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા વડે જીવરસના ઘટકોમાં ફેરવીને પોતે વૃદ્ધિ અને ગુણન પામે છે. આ જારક સજીવો મુખ્યત્વે શેવાળનાં બનેલાં હોય છે જેમાં સ્પાયરિલમ, સ્પાયરોગાયરા, ઑસિલોટોરિયા, વાલ્વૉક્સ, યુગ્લીના, ડાયએટમ જેવાનો સમાવેશ થાય છે. પરિણામે આ પાણીમાંથી શેષ કચરો પણ દૂર થતાં પાણી સાવ સ્વચ્છ બને છે. આ પાણીનો ઉપયોગ બાગબગીચા કે ખેતીમાં તથા મળમૂત્રનો નિકાલ કરવામાં થઈ શકે છે. જ્યાં પાણીની તંગી હોય ત્યાં રાસાયણિક પ્રક્રિયા વડે આ પાણીને પીવાલાયક બનાવી શકાય છે.

ઘરગથ્થુ ગંદા પાણીના નિકાલ માટે ખાનગી વ્યવસ્થા : શહેરોમાં જોવા મળતી પાણીની તંગીના અનુસંધાનમાં ઘરગથ્થુ પાણીને શુદ્ધ કરી તેનો પુનરુપયોગ કરી શકાય તેમ છે. ઘરમાંથી કાઢી નાખેલ પાણીને ભૂરું પાણી (grey water) અને કાળું પાણી (black water) – એમ બે ભાગમાં વહેંચી શકાય. મળમૂત્રના નિકાલ સાથે સંકળાયેલ પાણી કાળું હોય છે. તેને મ્યુનિસિપલ સૂએજ ગટર સાથે જોડી શકાય. ઘરમાં વપરાતા બાકીના પાણીમાં કચરાનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે. આ પાણીને સૂક્ષ્મજૈવિક ઉપચાર વડે ફરીથી વાપરી શકાય છે. વાસ્તવમાં ઘણાં બાંધકામોમાં ભૂરા પાણીની માવજતની આ પ્રકારની વ્યવસ્થા કરવામાં આવે છે. આ યોજનામાં એક મધ્યસ્થ ટાંકી રાખવામાં આવે છે. આ મધ્યસ્થ ટાંકીની ફરતે સ્વતંત્રપણે વરસાદનું પાણી તેમજ ભૂરું પાણી એકત્ર થઈ શકે, તે માટે કેટલીક નાની ટાંકીઓની ગોઠવણ કરવામાં આવે છે. બે ટાંકી વચ્ચેની જગ્યાને માટીથી પૂરી દેવામાં આવે છે. આવી ટાંકીમાંના પાણીનું ગાળણ થઈ લગભગ સ્વચ્છ પાણી મધ્યસ્થ ટાંકીમાં ભેગું થાય છે. ભૂરા પાણીને સ્વચ્છ કરવામાં સૂક્ષ્મજીવો અગત્યનો ભાગ ભજવી શકે છે. મધ્યસ્થ ટાંકીમાં એકત્ર થયેલ પાણીનો ઉપયોગ આનુષંગિક ઘરકામ માટે કરી શકાય. બોરવેલ કરતાં આ પાણીની સપાટી ઊંચી હોય છે, જેથી તેને ઓછે ખર્ચે ઉપર ખેંચી શકાય છે.

ગંદા પાણીનો જાહેર રીતે નિકાલ કરવાની વ્યવસ્થા ન હોય તેવા સંજોગોમાં મળમૂત્રના પાણી સહિત ઘરમાં વાપરવામાં આવતાં બધાં પાણીનો નિકાલ ખાનગી રીતે કરવો અનિવાર્ય બને છે. માત્ર એક કે એક કરતાં વધારે મકાનોનાં સંકુલમાંથી આવતાં ભૂરાં પાણીને સ્વતંત્રપણે જુદા જુદા ગ્રિટ-ચેંબરો તરફ વાળવામાં આવે છે. ગ્રિટ-ચેંબરોમાં ધોવાના પાઉડર, નાના કાગળો કે કપડાના ટુકડા જેવો કચરો એકઠો થાય છે. ગ્રિટ-ચેંબર કદમાં મોટું હોય તો અવાતજીવી સૂક્ષ્મજીવોની પ્રક્રિયાની શરૂઆત પણ અહીં થાય છે.

સેપ્ટિક ટૅંક : આ એક સહેજ મોટા કદની ટાંકી છે, જેને ગ્રિટ-ચેંબરો સાથે જોડવામાં આવે છે. અહીં મળમૂત્ર, એંઠવાડ જેવા સેંદ્રિય કચરાનું વિઘટન થાય છે. કેટલીક ટાંકીઓમાં સેપ્ટિક ચેંબરમાં ભેગું થયેલ પાણી આસપાસની જમીનમાં ઝમી શકે તેવી ગોઠવણ કરવામાં આવે છે. અહીં અવાતજીવી સૂક્ષ્મજીવો દ્વારા સેંદ્રિય દ્રવ્યોના વિઘટનના પરિણામે ઉત્પન્ન થતા કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ, હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ જેવા વાયુઓ વાતાવરણમાં પ્રસરે છે. સમય જતાં સેપ્ટિક ટૅંકમાં ભેગા થયેલા ઘન પદાર્થોનું પ્રમાણ સાવ ઘટે છે. વખતોવખત શેષ કચરાને સેપ્ટિક ટૅંકમાંથી બહાર કાઢી તેનો ઉપયોગ ખાતર તરીકે કરી શકાય છે. નિષ્કાસિત પાણીને બહાર કાઢવા સહેજ ઉપલે સ્તરે એક પાઇપની ગોઠવણ કરવામાં આવેલી હોય છે. આ પાણી પીવાના પાણી સાથે ન ભળે તેવી કાળજી રાખી તેને બહાર છોડી દેવામાં આવે છે. આ પાણી લગભગ પ્રદૂષણરહિત હોવાને કારણે તેને મોટાં જળાશયોમાં ઠાલવી શકાય.

મ. શિ. દૂબળે