Che cos'è la biotecnologia ambientale?
La biotecnologia ambientale è un campo della scienza e dell'ingegneria che utilizza sistemi organici e viventi per ripulire i rifiuti ambientali, prevenire l'inquinamento attraverso lo sviluppo di tecnologie ecologiche e migliorare i processi industriali come nella produzione di bioplastiche e biocarburanti attraverso azioni enzimatiche. Il campo della scienza e della tecnologia ambientale sta diventando sempre più ampio poiché le industrie cercano metodi di produzione più efficienti e meno inquinanti per conformarsi alle normative governative. Una delle principali arene su cui si concentra la biotecnologia ambientale a partire dal 2011 comprende la bonifica di vecchi inquinamenti industriali come quello della contaminazione da metalli tossici del suolo o delle acque sotterranee. Gli sviluppi commerciali positivi comprendono la biominizzazione, la produzione di biocarburanti e bioplastiche e il trattamento microbico dei flussi di acque reflue.
Molte nazioni moderne hanno centri di ricerca sulla biotecnologia ambientale che sono sia finanziati pubblicamente che privatamente per far avanzare la tecnologia delle scienze ambientali. Esempi di questi includono il Centro di ricerca cooperativa per le biotecnologie ambientali (EBCRC) in Australia, che si concentra sul controllo dell'inquinamento industriale, e il Centro per le biotecnologie ambientali (CEB) negli Stati Uniti che ricerca sistemi idrologici e microbici in relazione alle questioni dei cambiamenti climatici e bonifica ambientale mediante processi biologici. Mentre gran parte di questa ricerca coinvolge tradizionalmente le scienze della vita della microbiologia e della ricerca agricola, anche l'ingegneria chimica svolge un ruolo sempre più importante nel settore. Ciò è dovuto al fatto che molti composti industriali sintetici sono noti per essere xenobiotici, che si accumulano negli ecosistemi e negli organismi viventi poiché non sono facilmente scomposti nel tempo da processi naturali.
Tra le soluzioni tecnologiche ambientali più significative offerte dalla ricerca e dallo sviluppo nella biotecnologia ambientale c'è quella della produzione di materie prime a base di rifiuti. Le materie prime sono materiali inutili prodotti da un processo industriale che possono trovare valore aggiunto in un altro processo invece di essere un inquinante ambientale e un prodotto di scarto sia in termini di materiali che di costi energetici. Lo sviluppo di sistemi di materie prime è stato oggetto di ricerche più approfondite per la produzione di combustibile a base di etanolo e per i sottoprodotti creati nell'industria della carta. Gli scarti di pasta di legno e corteccia della produzione di carta possono essere utilizzati per fermentare i biocarburanti, nonché materiali come olio vegetale di scarto (WVO) proveniente da catene di ristoranti commerciali, rifiuti verdi dei comuni e scarti delle colture di canna da zucchero e barbabietole.
Altri tipi di materie prime comprendono lo stover di mais, un sottoprodotto di scarto di mais che può essere utilizzato per creare etanolo e il sapone di soia, un sottoprodotto della produzione di olio di soia che può essere utilizzato per creare combustibile biodiesel. La biotecnologia ambientale cerca anche di utilizzare risorse e terreni che non hanno alcun valore diretto nella produzione alimentare. Ciò comporta la coltivazione di piante che crescono bene con l'irrigazione di acqua salata nelle regioni costiere oceaniche o desertiche dove le colture alimentari tipiche non possono sopravvivere. Gli alofiti, tra cui la Salicornia bigelovii, che è una specie di salvia nana, sono esempi di piante che producono raccolti di biocarburanti paragonabili a quelli che si possono ottenere da semi di soia e altri cereali a base di semi oleosi.