अपशिष्ट जल उपचार के दौरान बैक्टीरिया द्वारा सामना किया जाने वाला रासायनिक और भौतिक तनाव उनके बीच जीन स्थानांतरण को प्रभावित कर सकता है। लेकिन कार्टाजेना के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पाया कि जहां तनाव के कुछ संयोजनों ने जीन स्थानांतरण की दर में काफी वृद्धि की, वहीं अन्य संयोजनों ने इसे कम कर दिया। यह खोज अपशिष्ट जल उपचार और पुन: उपयोग के सर्वोत्तम अभ्यास डिजाइन और प्रबंधन को सूचित कर सकती है।
किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने पाया है कि अपशिष्ट जल उपचार में तनावों का संयोजन बैक्टीरिया जीन स्थानांतरण दर को प्रभावित करता है। उनके परिणामों से पता चला कि बैक्टीरिया और ईडीएनए सांद्रता को कम करने में रेत निस्पंदन की तुलना में माइक्रोफिल्ट्रेशन झिल्ली अधिक प्रभावी थी, जिससे जीन स्थानांतरण कम हो गया। छवि स्रोत: 2023KAUST; हेनोह्वांग
वैश्विक स्तर पर, कई क्षेत्र उपचारित अपशिष्ट जल को संभावित रूप से मूल्यवान मीठे पानी का संसाधन मानते हैं। "सऊदी विज़न 2030 के हिस्से के रूप में, पानी के पुन: उपयोग और उपचार दरों को बढ़ाने की आवश्यकता है," शोध का नेतृत्व करने वाले हांग पेइयिंग समूह के डॉक्टरेट छात्र बोथायना अल-गशगारी ने कहा। "सुरक्षित निपटान और पुन: उपयोग को बढ़ावा देना महत्वपूर्ण है।"
बैक्टीरिया स्वाभाविक रूप से अपने आसपास के वातावरण से बाह्य कोशिकीय डीएनए (ईडीएनए) को अवशोषित कर सकते हैं और कार्यात्मक जीन को अपने जीनोम में एकीकृत कर सकते हैं। उपचारित अपशिष्ट जल में बैक्टीरिया और ईडीएनए की अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता हो सकती है। यह पराबैंगनी प्रकाश, कीटाणुशोधन रासायनिक उप-उत्पादों और दवाओं सहित ईडीएनए अवशोषण और एकीकरण को बढ़ाने के लिए जाने जाने वाले तनावों के लिए बैक्टीरिया को भी उजागर करता है।
अल-गशगारी ने कहा, "कई अध्ययनों ने क्लोरीनयुक्त अपशिष्ट जल में जीवाणु क्षैतिज जीन स्थानांतरण पर व्यक्तिगत तनावों के संभावित प्रभाव पर प्रकाश डाला है।" "लेकिन वास्तविक अपशिष्ट जल वातावरण में, कई तनाव कारक एक साथ मौजूद होते हैं। हमारा उद्देश्य इन कारकों के संयुक्त प्रभाव को समझना था।"
सुरक्षित पुन: उपयोग के लिए अपशिष्ट जल का उपचार करने से मूल्यवान मीठे पानी के संसाधन मिलते हैं। छवि स्रोत: 2023KAUST; हेनोह्वांग
शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया कि कई तनावों का जीन स्थानांतरण दरों पर योगात्मक प्रभाव पड़ेगा। लेकिन आश्चर्य की बात यह है कि स्थिति कहीं अधिक जटिल है। उनकी क्रिया के तरीके के आधार पर, कुछ संयोजन सहक्रियात्मक रूप से जीन स्थानांतरण दरों में उल्लेखनीय वृद्धि करते हैं, कुछ का तटस्थ प्रभाव होता है, और अन्य जीन स्थानांतरण दरों को कम करते हैं।
"उदाहरण के लिए, जब एक तनाव कारक जो बैक्टीरिया कोशिका दीवार की पारगम्यता को बढ़ाता है (जैसे कि दवा कार्बामाज़ेपाइन) को एक तनाव कारक के साथ अनुक्रम में जोड़ा जाता है जो डीएनए क्षति का कारण बनता है (जैसे सूरज जोखिम), तो दो तनाव कारकों का एक सहक्रियात्मक प्रभाव हो सकता है," अल-गशगारी ने कहा। "हमने यह भी पाया कि यदि कोई तनाव कारक (जैसे क्लोरोफॉर्म) सीधे ईडीएनए के साथ हानिकारक तरीके से संपर्क करता है, तो यह जीवाणु जीनोम में डीएनए के एकीकरण को अवरुद्ध कर देता है, जिससे एक विरोधी प्रभाव पैदा होता है।"
यह जटिलता कई तनावों के संयुक्त प्रभावों की भविष्यवाणी करना कठिन बना देती है, जिससे यह आकलन करने की क्षमता जटिल हो जाती है कि डाउनस्ट्रीम पुन: उपयोग वातावरण में अनपेक्षित परिणाम हो सकते हैं या नहीं। हालाँकि, अध्ययन के परिणामों में अपशिष्ट जल उपचार के लिए स्पष्ट निष्कर्ष हैं।
अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रियाओं में एक मुख्य लक्ष्य अपशिष्ट जल में बैक्टीरिया और ईडीएनए की कम सांद्रता बनाए रखना होना चाहिए, जिससे जीन स्थानांतरण कम से कम हो।
"हमारा मानना है कि अपशिष्ट जल उपचार सुविधाओं को रेत निस्पंदन के बजाय माइक्रोफिल्ट्रेशन झिल्ली से सुसज्जित किया जाना चाहिए क्योंकि माइक्रोफिल्ट्रेशन झिल्ली बैक्टीरिया और बाह्य डीएनए को उस स्तर तक हटा सकती है जो प्राकृतिक परिवर्तन के लिए हानिकारक है," हांग ने कहा। "रेत निस्पंदन की तुलना में माइक्रोफिल्ट्रेशन झिल्ली को स्थापित करना और संचालित करना अधिक महंगा है, लेकिन हम उपयोगिताओं से यह सावधानी बरतने का आग्रह करते हैं।"