Bioremediation of radioactive waste
કિરણોત્સર્ગી કચરાનું બાયોરેમેડિએશન અથવા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સનું બાયોરેમેડિએશન એ જૈવિક એજન્ટો બેક્ટેરિયા, છોડ અને ફૂગ (કુદરતી અથવા આનુવંશિક રીતે સુધારેલ) ના ઉપયોગ પર આધારિત બાયોરેમેડિએશનનો ઉપયોગ છે જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે જે રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સથી અસરગ્રસ્ત સ્થળોની શુદ્ધિકરણને મંજૂરી આપે છે. આ કિરણોત્સર્ગી કણો પરમાણુ ઊર્જા સંબંધિત પ્રવૃત્તિઓના પરિણામે પેદા થતી આડપેદાશો છે અને આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગ ઉત્સર્જનની અસ્થિર પ્રકૃતિને કારણે પ્રદૂષણ અને કિરણોત્સર્ગી ઝેરી સમસ્યા (ગંભીર આરોગ્ય અને પર્યાવરણીય પરિણામો સાથે) ની રચના કરે છે. રેડિયોન્યુક્લાઇડ દ્વારા દૂષિત માટી, પાણી અને કાંપ જેવા પર્યાવરણીય વિસ્તારોના જૈવિક ઉપચારની તકનીકો વૈવિધ્યસભર છે અને હાલમાં પરંપરાગત પ્રક્રિયાઓના પર્યાવરણીય અને આર્થિક વિકલ્પ તરીકે સ્થાપિત કરવામાં આવી રહી છે. ભૌતિક-રાસાયણિક પરંપરાગત વ્યૂહરચનાઓ ખોદકામ અને ખોદકામ દ્વારા કચરાના નિષ્કર્ષણ પર આધારિત છે, જેમાં તેમના અંતિમ કારાવાસ માટે અનુગામી લાંબા અંતરના પરિવહનનો સમાવેશ થાય છે. આ કામો અને પરિવહનની કામગીરીનો અંદાજિત ખર્ચ ઘણીવાર અસ્વીકાર્ય હોય છે જે યુ. એસ. માં ટ્રિલિયન ડોલર અને યુકેમાં 50 મિલિયન પાઉન્ડથી વધી શકે છે. આ પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ પ્રજાતિઓ તેના સ્થિરીકરણને વેગ આપવા માટે દ્રાવ્યતા, જૈવઉપલબ્ધતા અને ગતિશીલતા જેવા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના ગુણધર્મોને પ્રભાવિત કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. તેની ક્રિયા મોટે ભાગે ઇલેક્ટ્રોન દાતાઓ અને સ્વીકારનારાઓ, પોષક માધ્યમ, સામગ્રી અને પર્યાવરણીય પરિબળો સાથે કિરણોત્સર્ગી કણોની જટિલતાથી પ્રભાવિત છે. આ એવા પગલાં છે જે જૈવિક પ્રક્રિયાને વધુ સચોટ રીતે અનુસરવા અને તેને અન્ય પ્રણાલીઓ (એક્સ સિટુ) સાથે જોડવા માટે દૂષિતતાના સ્ત્રોત (મૂળ સ્થાને) અથવા નિયંત્રિત અને મર્યાદિત સુવિધાઓમાં કરી શકાય છે. કિરણોત્સર્ગ દ્વારા દૂષિત વિસ્તારો કિરણોત્સર્ગ અને પ્રદૂષિત કચરાની લાક્ષણિકતા પર્યાવરણમાં કિરણોત્સર્ગી કચરાની હાજરી કિરણોત્સર્ગની પ્રવૃત્તિ અને અર્ધ-જીવનને કારણે લાંબા ગાળાની અસરો પેદા કરી શકે છે, જે તેમની અસરને સમય સાથે વધવા તરફ દોરી જાય છે. આ કણો વિવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને તેમના મૂળ અને મુક્તિની રીતો અનુસાર ઓક્સાઇડ, સહઅભાજ્ય અથવા કાર્બનિક અથવા અકાર્બનિક સંકુલ તરીકે જોવા મળે છે. સામાન્ય રીતે તેઓ ઓક્સિડાઇઝ્ડ સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે, જે તેમને પાણીમાં વધુ દ્રાવ્ય બનાવે છે અને આમ વધુ ગતિશીલ બનાવે છે. કાર્બનિક અશુદ્ધિઓથી વિપરીત, તેમ છતાં, તેનો નાશ કરી શકાતો નથી અને તેને સ્થિર સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરવું જોઈએ અથવા પર્યાવરણમાંથી કાઢવું જોઈએ. કિરણોત્સર્ગના સ્ત્રોતો માનવ પ્રવૃત્તિથી અલગ નથી. કુદરતી કિરણોત્સર્ગીતા માનવ સ્રોતોમાંથી આવતી નથીઃ તે વિશ્વની કુલ કિરણોત્સર્ગીતાના ત્રણ ચતુર્થાંશ સુધી આવરી લે છે અને તેની ઉત્પત્તિ ઉચ્ચ ઊર્જા કોસ્મિક કિરણો (કોસ્મોજેનિક રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ) સાથે પાર્થિવ તત્વોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં અથવા તેની રચના (આદિકાળની રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ) થી પૃથ્વી પરની હાલની સામગ્રીમાં છે. આ સંબંધમાં, પૃથ્વીના સમગ્ર પોપડાની કિરણોત્સર્ગીતાના સ્તરોમાં તફાવત છે. ભારત અને આલ્પ્સ જેવા પર્વતો ખડકો અને રેતીની રચનાને કારણે કુદરતી કિરણોત્સર્ગના ઉચ્ચતમ સ્તર ધરાવતા વિસ્તારોમાં સામેલ છે. જમીનમાં સૌથી વધુ વારંવાર થતા રેડિયોન્યુક્લાઇડ કુદરતી રીતે રેડિયમ-226 (226Ra), રેડોન-222 (222Rn), થોરિયમ-232 (232th), યુરેનિયમ-238 (238U) અને પોટેશિયમ-40 (40K) છે. પોટેશિયમ-40 (કુલ પ્રવૃત્તિના 88 ટકા સુધી), કાર્બન-14 (14C), રેડિયમ-226, યુરેનિયમ-238 અને રુબીડિયમ-87 (87Rb) સમુદ્રના પાણીમાં જોવા મળે છે. વધુમાં, ભૂગર્ભજળમાં રેડિયમ-226 અને રેડિયમ-228 (228Ra) જેવા રેડિયોઆઇસોટોપ વિપુલ પ્રમાણમાં છે. તેઓ યુરેનિયમ, થોરિયમ અને પોટેશિયમ (બાદમાં લાકડા માટે સામાન્ય) ના નિર્માણ સામગ્રી રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સમાં પણ ટેવાયેલા છે. તે જ સમયે, એન્થ્રોપોજેનિક રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ (મનુષ્યો દ્વારા થતા) વિસ્ફોટો અને પરમાણુ શસ્ત્રોના પરીક્ષણો, પરમાણુ સુવિધાઓમાંથી વિસર્જન, વ્યાપારી ઇંધણની પુનઃપ્રક્રિયાથી થતા અકસ્માતો, આ પ્રક્રિયાઓમાંથી કચરાના સંગ્રહ અને ઓછા પ્રમાણમાં પરમાણુ દવાઓના પરિણામે થર્મોન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓને કારણે થાય છે. આ રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ દ્વારા કેટલાક પ્રદૂષિત સ્થળો યુ. એસ. ડી. ઓ. ઈ. સુવિધાઓ (જેમ કે હેનફોર્ડ સાઇટ), ચેર્નોબિલ અને ફુકુશિમા બાકાત ઝોન અને કિશ્તિમ આપત્તિને કારણે ચેલ્યાબિન્સ્ક ઓબ્લાસ્ટનો અસરગ્રસ્ત વિસ્તાર છે. દરિયાઈ પાણીમાં, માનવજન્ય કારણોને કારણે ટ્રિટિયમ (3H), સીઝિયમ-137 (137Cs), સ્ટ્રોન્ટીયમ-90 (90Sr), પ્લુટોનિયમ-239 (239Pu) અને પ્લુટોનિયમ-240 (240Pu) ની હાજરીમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે. જમીનમાં, ટેક્નીશિયમ-99 (99 ટી. સી.), કાર્બન-14, સ્ટ્રોન્ટીયમ-90, કોબાલ્ટ-60 (60 કો), આયોડિન-129 (129 આઈ), આયોડિન-131 (131 આઈ), એમેરિકિયમ-241 (241 એએમ), નેપ્ચ્યુનિયમ-237 (237 એન. પી.) અને કિરણોત્સર્ગી પ્લુટોનિયમ અને યુરેનિયમના વિવિધ સ્વરૂપો સૌથી સામાન્ય રેડિયોન્યુક્લાઇડ છે. ઇન્ટરનેશનલ એટોમિક એનર્જી એજન્સી (IAEA) દ્વારા સ્થાપિત કિરણોત્સર્ગી કચરાનું વર્ગીકરણ સમકક્ષ માત્રા, ચોક્કસ પ્રવૃત્તિ, ઉષ્મા મુક્ત અને રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના અર્ધ-જીવનના આધારે છ સ્તરોને અલગ પાડે છેઃ મુક્તિ કચરો (EW): કચરો જે કિરણોત્સર્ગ સંરક્ષણ હેતુઓ માટે નિયમનકારી નિયંત્રણમાંથી બાકાત રાખવાના માપદંડને પૂર્ણ કરે છે. ખૂબ ટૂંકા ગાળાનો કચરો (વી. એસ. એલ. ડબલ્યુ.): ખૂબ ટૂંકા અર્ધ-જીવન સાથેનો કચરો (ઘણીવાર સંશોધન અને તબીબી હેતુઓ માટે વપરાય છે) જેનો સંગ્રહ થોડા વર્ષો સુધી મર્યાદિત સમયગાળામાં કરી શકાય છે અને ત્યારબાદ તેને નિયમનકારી નિયંત્રણમાંથી દૂર કરી શકાય છે. ખૂબ નીચા સ્તરનો કચરો (વી. એલ. એલ. ડબલ્યુ.): માટી અને કાટમાળ જેવા કચરો (પ્રવૃત્તિના નીચા સ્તરની સાંદ્રતા સાથે) જેમાં અન્ય જોખમી કચરો પણ હોઈ શકે છે. નિમ્ન સ્તરનો કચરો (એલ. એલ. ડબલ્યુ.): જે કચરો સાફ કરવાના સ્તરથી ઉપર હોય અને તેને કેટલાક સો વર્ષ સુધીના સમયગાળા માટે મજબૂત અલગતા અને નિયંત્રણની જરૂર હોય અને તે સપાટીની નજીક એન્જિનિયર્ડ સુવિધાઓમાં નિકાલ માટે યોગ્ય હોય. એલ. એલ. ડબલ્યુ. માં પ્રવૃત્તિ એકાગ્રતાના ઉચ્ચ સ્તરે ટૂંકા ગાળાના રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ અને લાંબા સમય સુધી જીવંત રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ માત્ર પ્રવૃત્તિ એકાગ્રતાના પ્રમાણમાં નીચા સ્તરે. મધ્યવર્તી સ્તરનો કચરો (આઇ. એલ. ડબલ્યુ.): લાંબા સમય સુધી ટકી રહેલા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ સાથેનો કચરો જેને વધુ ઊંડાણોમાં વધુ પ્રમાણમાં નિયંત્રણ અને અલગતાની જરૂર પડે છે. ઉચ્ચ સ્તરનો કચરો (એચ. એલ. ડબલ્યુ.): મોટા પ્રમાણમાં લાંબા સમય સુધી ટકી રહેલા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ સાથેનો કચરો જેને ઊંડા, સ્થિર ભૌગોલિક રચનાઓમાં સંગ્રહિત કરવાની જરૂર હોય છે, સામાન્ય રીતે સપાટીની નીચે સેંકડો મીટર કે તેથી વધુ. પર્યાવરણીય અને માનવ સ્વાસ્થ્યના પરિણામો કિરણોત્સર્ગી દૂષણ એ જીવંત સજીવો માટે સંભવિત જોખમ છે અને શરીરના બહારના કિરણોત્સર્ગ સ્રોતો અને આંતરિક જોખમોમાં પરિણમે છે, જે શરીરની અંદર રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના સમાવેશના પરિણામે થાય છે (ઘણીવાર કણોના ઇન્હેલેશન અથવા દૂષિત ખોરાકના ઇન્જેશન દ્વારા). મનુષ્યોમાં, 0.25 એસ. વી. માંથી એક માત્રા લ્યુકોસાઇટ્સની માત્રામાં પ્રથમ વિસંગતતાઓ પેદા કરે છે. આ અસર વધુ તીવ્ર બને છે જો શોષિત માત્રા 0.5 અને 2 એસ. વી. ની વચ્ચે હોય, જેના પ્રથમ નુકસાનમાં, ઉબકા અને વાળ ખરવા લાગે છે. 2 અને 5 એસ. વી. વચ્ચેની પટ્ટીને સૌથી ગંભીર માનવામાં આવે છે અને તેમાં રક્તસ્રાવ, અલ્સર અને મૃત્યુનું જોખમ સામેલ છે; 5 એસ. વી. થી વધુના મૂલ્યોમાં તાત્કાલિક મૃત્યુનો સમાવેશ થાય છે. જો કિરણોત્સર્ગ, તેવી જ રીતે, લાંબા સમય સુધી નાના માત્રામાં પ્રાપ્ત થાય છે, તો પરિણામો સમાન રીતે ગંભીર હોઈ શકે છે. 10 એમ. એસ. વી. થી નીચેના ડોઝ માટે આરોગ્યની અસરોનું પ્રમાણ નક્કી કરવું મુશ્કેલ છે, પરંતુ તે દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે લાંબા સમય સુધી સંપર્કમાં રહેવા અને કેન્સરના જોખમ વચ્ચે સીધો સંબંધ છે (જોકે સંપર્કમાં આવવાની સ્પષ્ટ મર્યાદા સ્થાપિત કરવા માટે ખૂબ સ્પષ્ટ માત્રા-પ્રતિભાવ સંબંધ નથી). વન્યજીવન પર માનવજન્ય પ્રદૂષણના સંદર્ભમાં કુદરતી પૃષ્ઠભૂમિ કિરણોત્સર્ગની અસર પર ઉપલબ્ધ માહિતી દુર્લભ છે અને તે બહુ ઓછી પ્રજાતિઓનો સંદર્ભ આપે છે. જીવન ચક્રના ચોક્કસ તબક્કાઓ (ગર્ભ વિકાસ અથવા પ્રજનન વય) દરમિયાન, વર્તણૂકમાં ફેરફારો અથવા મોસમી જેવા પર્યાવરણીય પરિબળો પર આધાર રાખીને એકત્રિત થઈ શકે તેવા કુલ ડોઝનો અંદાજ લગાવવો ઉપલબ્ધ માહિતી પરથી ખૂબ જ મુશ્કેલ છે. જોકે, કિરણોત્સર્ગી બાયોએક્યુમ્યુલેશન, બાયોકોન્સન્ટ્રેશન અને બાયોમેગ્નિફિકેશનની ઘટનાઓ ખાસ કરીને દરિયાની સપાટી માટે જાણીતી છે. તેઓ બાયવલ્વ્સ, ક્રસ્ટેશિયન્સ, પરવાળા અને ફાયટોપ્લાંકટન દ્વારા રેડિયોઆઇસોટોપ્સની ભરતી અને જાળવણીને કારણે થાય છે, જે પછી ઓછી સાંદ્રતા પરિબળો પર બાકીની ખાદ્ય શૃંખલામાં પરિણમે છે. રેડિયોબાયોલોજીકલ સાહિત્ય અને IAEA પાર્થિવ પ્રાણીઓ માટે 0.001 Gy/d અને છોડ અને દરિયાઈ બાયોટા માટે 0.01 Gy/d ની શોષિત માત્રાની સલામત મર્યાદા સ્થાપિત કરે છે, જો કે ઓછી પ્રજનન ક્ષમતા ધરાવતી લાંબા સમય સુધી જીવતી પ્રજાતિઓ માટે આ મર્યાદા પર પુનર્વિચાર કરવો જોઈએ. નમૂના સજીવોમાં કિરણોત્સર્ગ પરીક્ષણો કે જે પ્રાણીઓ અને છોડ પર ઉચ્ચ કિરણોત્સર્ગની અસરો નક્કી કરે છે તે છેઃ રંગસૂત્ર વિચલન. ડીએનએ નુકસાન. કેન્સર, ખાસ કરીને લ્યુકેમિયા. લ્યુકોપેનિયા. વૃદ્ધિમાં ઘટાડો. પ્રજનનક્ષમ ખામીઓઃ વંધ્યત્વ, પ્રજનનક્ષમતામાં ઘટાડો, અને વિકાસલક્ષી અસાધારણતાઓની ઘટના અથવા સંતાનની સદ્ધરતામાં ઘટાડો બીજ અંકુરણમાં ઘટાડો. બળેલી પેશીઓ કિરણોત્સર્ગના સંપર્કમાં આવે છે. મૃત્યુદર, જેમાં તીવ્ર ઘાતકતા અને જીવનકાળમાં લાંબા ગાળાના ઘટાડાનો સમાવેશ થાય છે. બેક્ટેરિયા પર કિરણોત્સર્ગની અસરો, યુકેરીયોટ્સની જેમ, પાણીના આયનીકરણ અને પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓના ઉત્પાદન દ્વારા આપવામાં આવે છે. આ સંયોજનો ડીએનએ સેરને પરિવર્તિત કરે છે અને આનુવંશિક નુકસાન ઉત્પન્ન કરે છે, જે નવા લિસિસ અને અનુગામી કોષના મૃત્યુને પ્રેરિત કરે છે. બીજી બાજુ, વાયરસ પર તેની ક્રિયા, ક્ષતિગ્રસ્ત ન્યુક્લિક એસિડ અને વાયરલ નિષ્ક્રિયતામાં પરિણમે છે. તેમની પાસે 1000 અને 10,000 Gy (મોટાભાગના જૈવિક સજીવો પર કબજો ધરાવતી શ્રેણી) ની વચ્ચેની સંવેદનાત્મક મર્યાદા હોય છે જે જીનોમના કદમાં વધારો થવાની સાથે ઘટે છે. બેક્ટેરિયલ બાયોરેમેડિએશન બેક્ટેરિયલ પ્રજાતિઓ દ્વારા સ્થિર આઇસોટોપ્સમાં રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સનું બાયોકેમિકલ પરિવર્તન કાર્બન સ્રોતોમાંથી આવતા કાર્બનિક સંયોજનોના ચયાપચયથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે. તેઓ અત્યંત ઊર્જાસભર કિરણોત્સર્ગી સ્વરૂપો છે જેને માઇક્રોબાયલ ઊર્જા સ્થાનાંતરણની પ્રક્રિયા દ્વારા પરોક્ષ રીતે રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. રેડિયોઆઇસોટોપ્સને સ્વીકારનારા તરીકે અથવા ઉત્સેચકોના સહ-પરિબળો તરીકે કામ કરીને સંયોજક સ્થિતિમાં ફેરફારો દ્વારા સીધા રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. તેઓ સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા ઉત્પાદિત એજન્ટોને ઘટાડીને અને ઓક્સિડાઇઝ કરીને પરોક્ષ રીતે પણ રૂપાંતરિત થઈ શકે છે જે pH અથવા રેડૉક્સ પોટેન્શિયલમાં ફેરફારનું કારણ બને છે. અન્ય પ્રક્રિયાઓમાં વરસાદ અને સર્ફેક્ટન્ટ્સની જટિલતા અથવા કિરણોત્સર્ગી તત્વો સાથે જોડાયેલા ચિલેટિંગ એજન્ટોનો સમાવેશ થાય છે. બીજી બાજુ, માનવીય હસ્તક્ષેપ આનુવંશિક ઇજનેરી અને ઓમિક્સ દ્વારા અથવા સારવાર ક્ષેત્રમાં સુક્ષ્મસજીવો અથવા પોષક તત્ત્વોના ઈન્જેક્શન દ્વારા આ પ્રક્રિયાઓમાં સુધારો કરી શકે છે. બાયોરેડક્શન કિરણોત્સર્ગી તત્વ અને ચોક્કસ સ્થળની સ્થિતિ અનુસાર, બેક્ટેરિયા ઉત્સેચકીય રીતે પ્રત્યક્ષ અથવા પરોક્ષ રીતે રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સને સ્થિર કરી શકે છે. તેમની રેડૉક્સ ક્ષમતાનો ઉપયોગ કેટલીક માઇક્રોબાયલ પ્રજાતિઓ દ્વારા ઘટાડા કરવા માટે કરવામાં આવે છે જે દ્રાવ્યતામાં ફેરફાર કરે છે અને તેથી, ગતિશીલતા, જૈવઉપલબ્ધતા અને રેડિયોટોક્સિસિટી. બાયોરેડક્શન અથવા એન્ઝાઇમેટિક બાયોટ્રાન્સફોર્મેશન નામની આ કચરો શુદ્ધિકરણ તકનીક ખૂબ જ આકર્ષક છે કારણ કે તે પર્યાવરણ માટે હળવી સ્થિતિમાં કરી શકાય છે, જોખમી ગૌણ કચરો ઉત્પન્ન કરતું નથી અને વિવિધ પ્રકારના કચરાના ઉકેલ તરીકે સંભવિત છે. સીધા ઉત્સેચકીય ઘટાડો એ ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન સ્થિતિના રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સનું ફેકલ્ટેટિવ અને ઓબ્લિગેટ એનારોબ્સ દ્વારા કરવામાં આવેલા નીચલા સ્તરમાં પરિવર્તન છે. રેડિયોઆઇસોટોપ ચયાપચયની રીતે સક્રિય કોષોના બંધનકર્તા સ્થળો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને તેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન સાંકળમાં અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે થાય છે જ્યાં એથિલ લેક્ટેટ જેવા સંયોજનો એનારોબિક શ્વસન હેઠળ ઇલેક્ટ્રોન દાતાઓ તરીકે કાર્ય કરે છે. આ બાયોરેડક્શનમાં પેરિપ્લાઝમ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. યુરેનિયમ (VI) ને અદ્રાવ્ય યુરેનિયમ (IV) માં ઘટાડવામાં, શેવાનેલા પુટ્રેફેસિયન્સ, ડેસલ્ફોવિબ્રિયો વલ્ગરિસ, ડેસલ્ફોવિબ્રિયો ડેસલ્ફ્યુરિકન્સ અને જીઓબેક્ટર સલ્ફરરેડ્યુસેન્સ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, પેરિપ્લાઝમિક સાયટોક્રોમ્સની પ્રવૃત્તિ જરૂરી છે. બીજી તરફ, એસ. પુટ્રેફેસિઅન્સ, જી. સલ્ફરરેડ્યુસન્સ, ડી. ડિસલ્ફ્યુરિકન્સ, જીઓબેક્ટર મેટાલિરેડ્યુસન્સ અને એસ્ચેરીચીયા કોલી દ્વારા બનાવવામાં આવેલા ટેકનેટિયમ (VII) થી ટેકનેટિયમ (IV) માં ઘટાડા માટે જટિલ ફોર્મેટ હાઇડ્રોજનલાઈઝની હાજરીની જરૂર પડે છે, જે આ કોષના ડબ્બામાં પણ મૂકવામાં આવે છે. થોરિયમ, પ્લુટોનિયમ, નેપ્ચ્યુનિયમ અને એમેરિકિયમ જેવા અન્ય કિરણોત્સર્ગી એક્ટિનાઇડ્સ રોડોફેરેક્સ ફેરીરેડ્યુસેન્સ, એસ. પુટ્રેફેસિયન્સ અને જીઓબેક્ટરની કેટલીક પ્રજાતિઓ દ્વારા ઉત્સેચકીય રીતે ઘટાડવામાં આવે છે અને સીધા અદ્રાવ્ય ખનિજ તબક્કા બનાવે છે. પરોક્ષ ઉત્સેચકીય ઘટાડાની ઘટના મેટાબોલાઇટ્સ અને બ્રેકડાઉન ઉત્પાદનોના ઉત્સર્જન પ્રતિક્રિયાઓ પર સલ્ફેટ-ઘટાડતા અને ધાતુ-ઘટાડતા બેક્ટેરિયા દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. કાર્બનિક એસિડના ઓક્સિડેશનનું જોડાણ છે-જે આ હેટરોટ્રોફિક બેક્ટેરિયાના વિસર્જન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે-આયર્ન અથવા અન્ય ધાતુઓ અને રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના ઘટાડા સાથે, જે અદ્રાવ્ય સંયોજનો બનાવે છે જે ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ ખનિજો તરીકે અવક્ષેપ કરી શકે છે. સલ્ફેટ-ઘટાડતા બેક્ટેરિયાના કિસ્સામાં હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ ઉત્પન્ન થાય છે, જે પ્રદૂષિત કરતા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ અને તેમના બાયોલીચિંગ (પ્રવાહી કચરો તરીકે જે પછી પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે) ની દ્રાવ્યતામાં વધારો કરે છે. ઘટાડતા સુક્ષ્મસજીવોની ઘણી પ્રજાતિઓ છે જે પરોક્ષ સેક્વેસ્ટરિંગ એજન્ટો અને ચોક્કસ ચેલેટર્સ ઉત્પન્ન કરે છે, જેમ કે સાઇડરોફોર્સ. આ સેક્વેસ્ટરિંગ એજન્ટો રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સની જટિલતામાં અને તેમની દ્રાવ્યતા અને જૈવઉપલબ્ધતામાં વધારો કરવામાં નિર્ણાયક છે. ઉદાહરણ તરીકે, માઇક્રોબેક્ટેરિયમ ફ્લેવસેન્સ, પ્લુટોનિયમ, થોરિયમ, યુરેનિયમ અથવા એમેરિકિયમ જેવા રેડિયોઆઇસોટોપની હાજરીમાં ઉગે છે અને કાર્બનિક એસિડ અને સાઇડરોફોર્સ ઉત્પન્ન કરે છે જે જમીન દ્વારા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સને વિસર્જન અને ગતિશીલ કરવાની મંજૂરી આપે છે. એવું લાગે છે કે બેક્ટેરિયાની સપાટી પરના સાઇડરોફોર્સ પણ કોષની અંદર આ તત્વોના પ્રવેશને સરળ બનાવી શકે છે. સ્યુડોમોનાસ એરુગિનોસા એ ચીલેટિંગ એજન્ટોને પણ સ્ત્રાવ કરે છે જે યુરેનિયમ અને થોરિયમને મળે છે જ્યારે આ તત્વો સાથે માધ્યમમાં ઉગાડવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, એવું પણ જાણવા મળ્યું છે કે એન્ટરોબેક્ટિન સાઇડરોફોર્સ પ્લુટોનિયમના એક્ટિનાઇડ ઓક્સાઇડને દ્રાવ્ય કરવામાં અત્યંત અસરકારક છે. સાઇટ્રેટ સંકુલ એક ચેલેટર છે જે ચોક્કસ સંક્રમણ ધાતુઓ અને કિરણોત્સર્ગી એક્ટિનાઇડ્સ સાથે જોડાય છે. સ્થિર સંકુલ જેમ કે બાયડેન્ટેટ, ટ્રાઇડેન્ટેટ (એકથી વધુ અણુ બંધાયેલા લિગાન્ડ્સ) અને બહુપક્ષીય સંકુલ (ઘણા કિરણોત્સર્ગી અણુઓ સાથે) સાઇટ્રેટ અને રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ સાથે રચાઈ શકે છે, જે માઇક્રોબાયલ ક્રિયા પ્રાપ્ત કરે છે. એનેરોબિક રીતે, ડેસલ્ફોવિબ્રિયો ડેસલ્ફ્યુરિકન્સ અને શેવાનેલા અને ક્લોસ્ટ્રિડિયમ જાતિઓની પ્રજાતિઓ પ્રક્રિયાના અંતે ચયાપચયની રીતે જટિલ સાઇટ્રેટને ઘટાડવામાં સક્ષમ ન હોવા છતાં, યુરેનિલ-સિટ્રેટ (VI) ના બાયડેન્ટેટ સંકુલને યુરેનિલ-સિટ્રેટ (IV) માં ઘટાડવામાં અને તેમને અવક્ષેપિત કરવામાં સક્ષમ છે. જો કે, નિર્જલીકરણ અને એરોબિક પરિસ્થિતિઓમાં, તે નક્કી કરવામાં આવ્યું છે કે આ યુરેનિયમ સંકુલને ઘટાડવું અથવા ઘટાડવું શક્ય નથી. જ્યારે તેઓ સાઇટ્રેટ જટિલ મિશ્ર ધાતુ સંકુલ હોય અથવા જ્યારે તેઓ ત્રિશૂળ, મોનોમેરિક અથવા પોલિન્યુક્લિયર સંકુલ હોય ત્યારે બાયોરિડક્શનને હેડ મળતું નથી, કારણ કે તેઓ પર્યાવરણમાં પુનરાવર્તિત અને સતત બની જાય છે. આ જ્ઞાનમાંથી એક એવી પ્રણાલી અસ્તિત્વમાં છે જે રેડિયોન્યુક્લાઇડ-સિટ્રેટ સંકુલના અધઃપતનને બાકીના ઘટાડેલા યુરેનિલ-સિટ્રેટ (અગાઉ બાયોડિગ્રેડેટેડ નહીં પરંતુ પ્રકાશ પ્રત્યે સંવેદનશીલ) ના અનુગામી ફોટોડિગ્રેડેશન સાથે જોડે છે, જે દૂષિત જમીનોમાંથી યુરેનિયમ અને થોરિયમ, સ્ટ્રોન્ટીયમ અથવા કોબાલ્ટના સ્થિર અવક્ષેપો માટે પરવાનગી આપે છે. બાયોસોર્પ્શન, બાયોએક્યુમ્યુલેશન અને બાયોમિનરલાઇઝેશન વ્યૂહરચનાઓનો સમૂહ જેમાં બાયોસોર્પ્શન, બાયોએક્યુમ્યુલેશન અને બાયોમિનરલાઇઝેશનનો સમાવેશ થાય છે તે એકબીજા સાથે નજીકથી સંબંધિત છે, કારણ કે એક રીતે અથવા બીજી રીતે કોષ અને રેડિયોન્યુક્લાઇડ વચ્ચે સીધો સંપર્ક હોય છે. ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી, એક્સ-રે વિવર્તન અને XANES, EXAFS અને એક્સ-રે સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી જેવી અદ્યતન વિશ્લેષણ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને આ પદ્ધતિઓનું સચોટ મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે. બાયોસોર્પ્શન અને બાયોએક્યુમ્યુલેશન એ બે મેટાબોલિક ક્રિયાઓ છે જે પર્યાવરણની સાંદ્રતાના એક હજાર ગણાથી વધુ રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સને કેન્દ્રિત કરવાની ક્ષમતા પર આધારિત છે. તેમાં ફોસ્ફેટ, કાર્બનિક સંયોજનો અને સલ્ફાઇટ્સ સાથે કિરણોત્સર્ગી કચરાનું જટિલતા હોય છે જેથી તેઓ અદ્રાવ્ય બને અને કિરણોત્સર્ગી ઝેરીકરણના ઓછા સંપર્કમાં આવે. તેઓ ખાસ કરીને કૃષિ હેતુઓ અને જમીનના સુધારા માટે બાયોસોલીડ્સમાં ઉપયોગી છે, જો કે આ બાયોસોલીડ્સના મોટાભાગના ગુણધર્મો અજ્ઞાત છે. બાયોસોર્પ્શન પદ્ધતિ જીવંત અથવા મૃત બેક્ટેરિયાના કોષ પટલ (નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ) પર લિપોપોલિસેકરાઇડ્સ (એલ. પી. એસ.) દ્વારા હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ રેડિયોઆઇસોટોપના નિષ્ક્રિય વિભાજન પર આધારિત છે. તેની કાર્યક્ષમતા સીધા તાપમાનમાં વધારો સાથે સંબંધિત છે અને કલાકો સુધી ટકી શકે છે, જે સીધી બાયોરેડક્શન કરતાં ઘણી ઝડપી પદ્ધતિ છે. તે ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી બેસિલોટા અને સિટ્રોબેક્ટર ફ્રોઇડી જેવા અન્ય બેક્ટેરિયા નોંધપાત્ર બાયોસોર્પ્શન ક્ષમતાઓ ધરાવે છે; સિટ્રોબેક્ટર તેમના એલ. પી. એસ. ના ફોસ્ફેટ સાથે યુરેનિયમની ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા કરે છે. માત્રાત્મક વિશ્લેષણ નક્કી કરે છે કે, યુરેનિયમના કિસ્સામાં, બાયોસોર્પ્શન કોષના શુષ્ક વજનના ગ્રામ દીઠ 45 અને 615 મિલીગ્રામની શ્રેણીમાં બદલાઈ શકે છે. જો કે, તે એક એવી તકનીક છે જેમાં બાયોરેમેડિએશનને અસર કરવા માટે ઉચ્ચ માત્રામાં બાયોમાસની જરૂર પડે છે; તે સંતૃપ્તિ અને અન્ય કેટાયનની સમસ્યાઓ રજૂ કરે છે જે બેક્ટેરિયાની સપાટી સાથે બંધન માટે સ્પર્ધા કરે છે. બાયોએક્યુમ્યુલેશન એ કોષમાં રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના ગ્રહણનો સંદર્ભ આપે છે, જ્યાં તેઓ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલા ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ઘટકો, વરસાદ અથવા ગ્રાન્યુલ્સ રચનાઓ સાથે જટિલતાઓ દ્વારા જાળવી રાખવામાં આવે છે. બાયોસોર્પ્શનથી વિપરીત, આ એક સક્રિય પ્રક્રિયા છેઃ તે ઊર્જા આધારિત પરિવહન પ્રણાલી પર આધારિત છે. મેટાબોલિક માર્ગો માટે આહાર તત્વો સાથે સામ્યતાને કારણે કેટલીક ધાતુઓ અથવા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ આકસ્મિક રીતે બેક્ટેરિયા દ્વારા શોષાઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટ્રોન્ટીયમના કેટલાક રેડિયોઆઇસોટોપ્સને કેલ્શિયમના એનાલોગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને માઇક્રોકોકસ લ્યુટિયસમાં સામેલ કરવામાં આવે છે. જો કે, યુરેનિયમનું કોઈ જાણીતું કાર્ય નથી અને એવું માનવામાં આવે છે કે કોષના આંતરિક ભાગમાં તેનો પ્રવેશ તેની ઝેરી અસરને કારણે હોઈ શકે છે (તે પટલની પારગમ્યતામાં વધારો કરવામાં સક્ષમ છે). વધુમાં, બાયોમિનરલાઇઝેશન-જેને બાયોપ્રેસિપિટેશન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે-તે માઇક્રોબાયલ લિગાન્ડ્સના ઉત્પાદન દ્વારા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સનો વરસાદ છે, જે સ્થિર બાયોજેનિક ખનિજોની રચનામાં પરિણમે છે. કિરણોત્સર્ગી અશુદ્ધિઓની જાળવણીમાં આ ખનિજોની ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા છે. એક ખૂબ જ સ્થાનિક અને ઉત્પાદિત ઉત્સેચકીય લિગાન્ડ સાંદ્રતા સામેલ છે અને બાયોમિનરલ વરસાદની શરૂઆત માટે ન્યુક્લિએશન સાઇટ પ્રદાન કરે છે. આ ખાસ કરીને ફોસ્ફેટેઝ પ્રવૃત્તિ-વ્યુત્પન્ન બાયોમિનરલ્સના અવક્ષેપમાં સુસંગત છે, જે પેરીપ્લાઝમ પર ગ્લિસરોલ ફોસ્ફેટ જેવા અણુઓને વિભાજીત કરે છે. સિટ્રોબેક્ટર અને સેરેટિયા જાતિમાં, આ વિભાજન અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ્સ (એચ. પી. ઓ. 42−) ને મુક્ત કરે છે જે યુરેનિલ આયન (યુ. ઓ. 22 +) સાથે અવક્ષેપિત થાય છે અને કોષની દિવાલની આસપાસ પોલિક્રિસ્ટલાઇન ખનિજોના સંચયનું કારણ બને છે. સેરેટિયા બાયોફિલ્મ્સ પણ બનાવે છે જે ચેર્નીકોવાઇટ (યુરેનિયમથી સમૃદ્ધ) ના વરસાદને પ્રોત્સાહન આપે છે અને વધુમાં, આ ખનિજના પ્રોટોન અવેજી દ્વારા 85 ટકા કોબાલ્ટ-60 અને 97 ટકા સીઝિયમ-137 દૂર કરે છે. સામાન્ય રીતે, બાયોમિનરલાઇઝેશન એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં કોષોને સંતૃપ્તિની મર્યાદાઓ હોતી નથી અને તે અવક્ષેપિત રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ તરીકે તેના પોતાના વજન કરતા ઘણા ગણા સુધી એકઠા થઈ શકે છે. એરોમોનાસ, બેસિલસ, માયક્સોકોકસ, પેન્ટોઆ, સ્યુડોમોનાસ, રાહનેલા અને વિબ્રિયો જાતિના પાર્થિવ અને દરિયાઈ બેક્ટેરિયાના પૃથક્કારોની તપાસમાં પણ ઝેરી અને એનોક્સિક વૃદ્ધિ બંને પરિસ્થિતિઓમાં ફોસ્ફેટ બાયોમિનરલ્સ તરીકે યુરેનિયમ રેડિયોઆઇસોટોપ્સને દૂર કરવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. બાયોસ્ટિમ્યુલેશન અને બાયોએગમેન્ટેશન બાયોરેડક્શન, બાયોસોર્પ્શન, બાયોએક્યુમ્યુલેશન અને બાયોમિનરલાઇઝેશન ઉપરાંત, જે કિરણોત્સર્ગી દૂષણના કુદરતી ઘટાડા માટે બેક્ટેરિયાની વ્યૂહરચનાઓ છે, ત્યાં માનવ પદ્ધતિઓ પણ છે જે માઇક્રોબાયલ પ્રક્રિયાઓની કાર્યક્ષમતા અથવા ગતિમાં વધારો કરે છે. આ ત્વરિત કુદરતી ક્ષીણતામાં કિરણોત્સર્ગી કચરાના રૂપાંતર દરમાં સુધારો કરવા માટે દૂષિત વિસ્તારમાં હસ્તક્ષેપનો સમાવેશ થાય છે, જે ધીમું હોય છે. બે પ્રકારો છેઃ બાયોસ્ટિમ્યુલેશન અને બાયોએગમેન્ટેશન. બાયોસ્ટિમ્યુલેશન એ કુદરતી સ્વદેશી માઇક્રોબાયલ સમુદાયોની પ્રવૃત્તિ અને વિકાસને ઉત્તેજીત કરવા માટે ટ્રેસ તત્વો, ઇલેક્ટ્રોન દાતાઓ અથવા ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારાઓ સાથે પોષક તત્ત્વોનો ઉમેરો છે. તે સરળ ગર્ભાધાન અથવા ઘૂસણખોરી (જેને નિષ્ક્રિય બાયોસ્ટિમ્યુલેશન કહેવાય છે) થી લઈને જમીન પર વધુ આક્રમક ઇન્જેક્શન સુધીની હોઇ શકે છે, અને યુ. એસ. ડીઓઇ સાઇટ્સ પર તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. નાઇટ્રેટનો ઉપયોગ યુરેનિયમના ઘટાડાને બાયોસ્ટિમ્યુલેટ કરવા માટે પોષક તત્વ તરીકે થાય છે, કારણ કે તે ધાતુ-ઘટાડતા બેક્ટેરિયા માટે ખૂબ જ ઊર્જાસભર અનુકૂળ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે કામ કરે છે. જો કે, આમાંના ઘણા સુક્ષ્મસજીવો (જીઓબેક્ટર, શેવાનેલા અથવા ડેસલ્ફોવિબ્રિયો) ભારે ધાતુઓ સામે પ્રતિકારક જનીનો પ્રદર્શિત કરે છે જે તેમની જૈવ મધ્યવર્તી રેડિયોન્યુક્લાઇડ કરવાની ક્ષમતાને મર્યાદિત કરે છે. આ ચોક્કસ કિસ્સાઓમાં, શરૂઆતમાં નાઇટ્રેટ અને પછી યુરેનિયમના ઘટાડાને પ્રોત્સાહન આપવા માટે માધ્યમમાં ઇથેનોલ જેવા કાર્બન સ્રોત ઉમેરવામાં આવે છે. ઇથેનોલનો ઉપયોગ હાઇડ્રોલિક રિસર્ક્યુલેશન સાથે માટીના ઈન્જેક્શન પ્રણાલીઓમાં પણ થાય છેઃ તે પીએચ વધારે છે અને ડિનાઇટ્રીફાઇંગ અને રેડિયોન્યુક્લાઇડ-ઘટાડતા બેક્ટેરિયાના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે, જે બાયોફિલ્મ્સનું ઉત્પાદન કરે છે અને કિરણોત્સર્ગી યુરેનિયમની સાંદ્રતામાં લગભગ 90 ટકા ઘટાડો પ્રાપ્ત કરે છે. ઇન સિટુ બાયોસ્ટિમ્યુલેશન પરીક્ષણોની અસરોનું નિરીક્ષણ કરવા માટે સંખ્યાબંધ ભૂભૌતિકીય તકનીકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, જેમાં સ્પેક્ટ્રલ આયોનાઇઝેશન પોટેન્શિયલ, સેલ્ફ પોટેન્શિયલ, કરંટ ડેન્સિટી, કોમ્પ્લેક્સ રેઝિસ્ટિવિટી અને રિએક્ટિવ ટ્રાન્સપોર્ટ મોડેલિંગ (આર. ટી. એમ.) નો સમાવેશ થાય છે, જે માઇક્રોબાયલ સમુદાયની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો અંદાજ કાઢવા માટે હાઇડ્રોજિયોલોજીકલ અને ભૂ-રાસાયણિક પરિમાણોને માપે છે. બીજી બાજુ, બાયોએગમેન્ટેટન એ કિરણોત્સર્ગી કચરાના બેક્ટેરિયલ મેટાબોલિક રૂપાંતરણને વેગ આપવા માટે ઇચ્છિત લક્ષણો સાથે સુક્ષ્મસજીવોના પર્યાવરણમાં વિચારપૂર્વકનો ઉમેરો છે. જ્યારે સારવારના સ્થળે બાયોરેમેડિએશન માટે જરૂરી પ્રજાતિઓ અસ્તિત્વમાં ન હોય ત્યારે તેઓ ઘણીવાર ઉમેરવામાં આવે છે. આ તકનીક વર્ષોથી ક્ષેત્ર પરીક્ષણોમાં દર્શાવવામાં આવી છે કે તે બાયોસ્ટિમ્યુલેશન કરતાં વધુ સારા પરિણામો પ્રદાન કરતી નથી; ન તો તે સ્પષ્ટ છે કે રજૂ કરાયેલી પ્રજાતિઓ મોટાભાગના ઉપ-સપાટીના વાતાવરણની જટિલ ભૌગોલિક રચનાઓ દ્વારા અસરકારક રીતે વિતરિત કરી શકાય છે અથવા જે સ્વદેશી માઇક્રોબાયટા સાથે લાંબા ગાળે સ્પર્ધા કરી શકે છે. આનુવંશિક ઇજનેરી અને ઓમિક્સ ઓમિક્સ, ખાસ કરીને જીનોમિક્સ અને પ્રોટિઓમિક્સ, રેડિયોન્યુક્લાઇડ બાયોરેમેડિએશનમાં સામેલ જનીનો, પ્રોટીન અને ઉત્સેચકોને ઓળખવા અને મૂલ્યાંકન કરવાની મંજૂરી આપે છે, ઉપરાંત તેમની અને અન્ય મેટાબોલાઇટ્સ વચ્ચે અસ્તિત્વ ધરાવતી માળખાકીય અને કાર્યાત્મક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ઉપરાંત. વિવિધ સુક્ષ્મસજીવોના જીનોમ સિક્વન્સિંગમાં જાણવા મળ્યું છે કે, ઉદાહરણ તરીકે, જિયોબેક્ટર સલ્ફરરેડ્યુસેન્સમાં બાયોરેમેડિએશન રેડિયોન્યુક્લાઇડમાં સામેલ સી-પ્રકારનાં સાયટોક્રોમ માટે 100 થી વધુ કોડિંગ પ્રદેશો છે, અથવા જ્યારે કિરણોત્સર્ગી કોબાલ્ટ સાથે માધ્યમમાં ઉગાડવામાં આવે છે ત્યારે રોડોસ્યુડોમોનાસ પલસ્ટ્રિસ અને નોવોસ્ફિંગોબિયમ એરોમેટિકિવોરન્સમાં એન. આઈ. સી. ઓ. ટી. જનીન નોંધપાત્ર રીતે વધુ પડતું અભિવ્યક્ત થાય છે. આ માહિતીમાંથી, બાયોરેમેડિએશન માટે ચોક્કસ બેક્ટેરિયા પેદા કરવા માટે વિવિધ આનુવંશિક ઇજનેરી અને પુનઃ સંયોજક ડીએનએ તકનીકો વિકસાવવામાં આવી રહી છે. માઇક્રોબાયલ પ્રજાતિઓમાં વ્યક્ત કરવામાં આવતી કેટલીક રચનાઓમાં ફાયટોચેલાટિન, પોલીહિસ્ટિડીન અને અન્ય પોલિપેપ્ટાઇડ્સ છે જે ફ્યુઝન-બાઇન્ડિંગ ડોમેન્સ દ્વારા બાહ્ય-પટલ-એન્કર પ્રોટીન સાથે જોડાય છે. આમાંના કેટલાક આનુવંશિક રીતે સુધારેલા તાણ ડીનોકોકસ રેડિયોડ્યુરન્સમાંથી મેળવવામાં આવ્યા છે, જે સૌથી વધુ કિરણોત્સર્ગ-પ્રતિરોધક સજીવોમાંથી એક છે. ડી. રેડિયોડ્યુરન્સ ઓક્સિડેટીવ તાણ અને કિરણોત્સર્ગથી ડીએનએને થતા નુકસાનનો પ્રતિકાર કરવામાં સક્ષમ છે, અને ટેક્નીશિયમ, યુરેનિયમ અને ક્રોમિયમને કુદરતી રીતે પણ ઘટાડે છે. આ ઉપરાંત, અન્ય પ્રજાતિઓમાંથી જનીનો દાખલ કરીને તે હાંસલ કરવામાં આવ્યું છે કે તે યુરાનિલ ફોસ્ફેટને પણ અવક્ષેપિત કરી શકે છે અને અન્ય પ્રાથમિકતાવાળા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સને વિકસાવવા અને સ્થિર કરવા માટે ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે ટોલ્યુઈનનો ઉપયોગ કરીને પારાને ઘટાડે છે. રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના બાયોરેમેડિએશન સાથે સંબંધિત બેક્ટેરિયલ પ્રોટીનની નિર્દેશિત ઉત્ક્રાંતિ પણ એક ક્ષેત્ર સંશોધન છે. YieF ઉત્સેચક, ઉદાહરણ તરીકે, કુદરતી રીતે સબસ્ટ્રેટ્સની ખૂબ જ વિશાળ શ્રેણી સાથે ક્રોમિયમના ઘટાડાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. પ્રોટીન ઇજનેરીને અનુસરીને, જો કે, તે યુરેનિલ આયન ઘટાડામાં પણ ભાગ લેવા સક્ષમ છે. પ્લાન્ટ બાયોરેમેડિએશન પર્યાવરણમાંથી અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા અથવા તેમને ઓછા હાનિકારક બનાવવા માટે છોડનો ઉપયોગ ફાયટોરેમેડિએશન કહેવાય છે. રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના કિસ્સામાં, જ્યારે શુદ્ધિકરણનો સમય લાંબો હોય અને કચરો ઓછી સાંદ્રતામાં વેરવિખેર હોય ત્યારે તે એક વ્યવહારુ તકનીક છે. કેટલીક છોડની પ્રજાતિઓ રેડિયોઆઇસોટોપની સ્થિતિને (ઝેરી અસર સહન કર્યા વિના) તેમના માળખાના વિવિધ ભાગોમાં કેન્દ્રિત કરવામાં સક્ષમ હોય છે, જેનાથી તેઓ મૂળમાંથી પસાર થાય છે, તેમને અસ્થિર બનાવે છે અથવા તેમને જમીન પર સ્થિર કરે છે. બેક્ટેરિયાની જેમ, પ્લાન્ટ આનુવંશિક ઇજનેરી પ્રક્રિયાઓ અને બાયોસ્ટિમ્યુલેશન-જેને ફાયટોસ્ટિમ્યુલેશન કહેવાય છે-તેમાં સુધારો થયો છે અને આ પ્રક્રિયાઓને વેગ આપ્યો છે, ખાસ કરીને ઝડપથી વિકસતા છોડના સંદર્ભમાં. ઉદાહરણ તરીકે, એગ્રોબેક્ટેરિયમ રાઇઝોજેન્સનો ઉપયોગ ખૂબ વ્યાપક છે અને મૂળ દ્વારા રેડિયોન્યુક્લાઇડ ગ્રહણમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. ફાયટોઇક્સ્ટ્રેક્શન ફાયટોઇક્સ્ટ્રેક્શનમાં (ફાયટોએક્યુમ્યુલેશન, ફાયટોસેક્વેસ્ટરેશન અથવા ફાયટોએબ્સોર્પ્શન પણ) છોડ કિરણોત્સર્ગી કચરો મૂળ પ્રણાલીમાંથી વાહિની પેશીઓમાં લઈ જાય છે અને અંકુરના બાયોમાસમાં કેન્દ્રિત થાય છે. તે એક એવી તકનીક છે જે જમીનની રચનાનો નાશ કર્યા વિના રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સને દૂર કરે છે, જમીનની ફળદ્રુપતા પર ઓછામાં ઓછી અસર કરે છે અને નીચા સ્તરની કિરણોત્સર્ગીતા ધરાવતા મોટા વિસ્તારો માટે માન્ય છે. તેની કાર્યક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન બાયોએક્યુમ્યુલેશન ગુણાંક (BC) અથવા પ્રતિ m2 રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના કુલ નિરાકરણ દ્વારા કરવામાં આવે છે, અને તે સીઝિયમ-137, સ્ટ્રોન્ટીયમ-90, ટેક્નીટિયમ-99, સેરિયમ-144, પ્લુટોનિયમ-240, એમેરિકિયમ-241, નેપ્ચ્યુનિયમ-237 અને થોરિયમ અને રેડિયમના વિવિધ રેડિયોઆઇસોટોપ્સને આકર્ષવા માટે સાબિત થાય છે. તેનાથી વિપરીત, તેને ટૂંકા ગાળામાં મોટા બાયોમાસ ઉત્પાદનની જરૂર પડે છે. સામાન્ય હીથર અથવા અમરેંથ જેવી પ્રજાતિઓ સીઝિયમ-137ને કેન્દ્રિત કરવામાં સક્ષમ છે, જે ચેર્નોબિલ બાકાત ઝોનમાં સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં રેડિયોન્યુક્લાઇડ છે. યુક્રેનના આ પ્રદેશમાં, મસ્ટર્ડ ગ્રીન્સ એક જ વધતી મોસમમાં સીઝિયમ પ્રવૃત્તિના સરેરાશ સ્તરના 22 ટકા સુધી દૂર કરી શકે છે. એ જ રીતે, બોક ચોય અને મસ્ટર્ડ ગ્રીન્સ અન્ય પ્રજાતિઓ કરતાં 100 ગણા વધુ યુરેનિયમ કેન્દ્રિત કરી શકે છે. રાઇઝોફિલ્ટ્રેશન એ છોડના મૂળમાં રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સનું શોષણ અને વરસાદ અથવા જો પ્રવાહીમાં દ્રાવ્ય હોય તો તેનું શોષણ છે. તે સીઝિયમ-137 અને સ્ટ્રોન્ટીયમ-90ની સારવારમાં ખૂબ જ કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે, ખાસ કરીને શેવાળ અને જળચર છોડ, જેમ કે અનુક્રમે ક્લાડોફોરા અને એલોડિયા જાતિ દ્વારા. તે ભીની ભૂમિમાં જૈવ ઉપચાર તકનીકો માટે સૌથી કાર્યક્ષમ વ્યૂહરચના છે, પરંતુ તેને શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયા બનાવવા માટે પીએચનું સતત અને સખત નિયંત્રણ હોવું આવશ્યક છે. આ પ્રક્રિયામાંથી, રેડિયોન્યુક્લાઇડથી પ્રદૂષિત પાણીને સાફ કરવા માટે પાણીના ધીમા પ્રવાહવાળા તળાવોની શ્રેણીના આધારે કેટલીક વ્યૂહરચનાઓ તૈયાર કરવામાં આવી છે. આ સુવિધાઓના પરિણામો, 1000 લિટર પ્રવાહીના પ્રવાહ માટે પ્રથમ તળાવમાં (છોડ અને કાદવ દ્વારા) લગભગ 95 ટકા કિરણોત્સર્ગની જાળવણી અને ત્રણ પાયાની પ્રણાલીઓમાં 99 ટકાથી વધુ છે. રાઇઝોફિલ્ટ્રેશન માટે સૌથી આશાસ્પદ છોડ સૂર્યમુખી છે. તેઓ 24 કલાકમાં દૂષિત પાણીના 95 ટકા યુરેનિયમને દૂર કરવામાં સક્ષમ છે, અને ચેર્નોબિલના પ્રયોગોએ દર્શાવ્યું છે કે તેઓ 75 એમ 2 (પરમાણુ કચરાના ભંડારમાં ટ્રાન્સફર કરવા માટે યોગ્ય સ્થિર સામગ્રી) ના વિસ્તારમાંથી 55 કિલો છોડના સૂકા વજનની તમામ સીઝિયમ અને સ્ટ્રોન્ટીયમ કિરણોત્સર્ગી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકે છે. ફાયટોવોલેટિલાઇઝેશન ફાયટોવોલેટિલાઇઝેશનમાં વાતાવરણમાં રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના કેપ્ચર અને અનુગામી ટ્રાન્સપીરેશનનો સમાવેશ થાય છે. તે અશુદ્ધિઓને દૂર કરતું નથી પરંતુ તેમને અસ્થિર સ્વરૂપ (ઓછા હાનિકારક) માં મુક્ત કરે છે. કિરણોત્સર્ગી કચરો માટે ઘણા બધા ઉપયોગો ન હોવા છતાં, તે ટ્રિટિયમની સારવાર માટે ખૂબ જ ઉપયોગી છે, કારણ કે તે છોડની પ્રચંડ માત્રામાં પાણીનું પરિવહન કરવાની ક્ષમતાનો ઉપયોગ કરે છે. ટ્રિટિયમ પર લાગુ કરવામાં આવતી સારવાર (હવા દ્વારા સંરક્ષિત લગભગ કોઈ બાહ્ય કિરણોત્સર્ગનું એક્સપોઝર ઉત્પન્ન કરતી નથી, પરંતુ પાણીમાં તેનો સમાવેશ જ્યારે શરીરમાં શોષાય છે ત્યારે આરોગ્યનું જોખમ રજૂ કરે છે) ફ્રિટોફાઇટ્સની સિંચાઈ માટે પ્રદૂષિત પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરે છે. પંપીંગ અને ડામરથી ઢાંકવાની પરંપરાગત પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં લગભગ 30 ટકાની બચત સાથે તે ઓછી કામગીરી ખર્ચ અને ઓછી જાળવણી ધરાવતી પ્રણાલી બની જાય છે. ફાયટોસ્ટેબિલાઇઝેશન એ કિરણોત્સર્ગી દૂષણ માટે એક ખાસ માન્ય વ્યૂહરચના છે જે મૂળની ક્રિયા દ્વારા જમીનમાં રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના સ્થિરકરણ પર આધારિત છે. આ રુટ ઝોનની અંદર શોષણ, શોષણ અને વરસાદ દ્વારા થઈ શકે છે, અને ખાતરી કરે છે કે કિરણોત્સર્ગી કચરો જમીનના ધોવાણ અથવા લીચિંગને કારણે વિખેરાઈ શકતો નથી. તે સ્ટ્રીપ અને ઓપન પિટ યુરેનિયમ ખાણોમાંથી ટેઇલિંગ્સને નિયંત્રિત કરવામાં ઉપયોગી છે, અને ઇકોસિસ્ટમને પુનઃપ્રાપ્ત કરવાની બાંયધરી આપે છે. જો કે, તેમાં નોંધપાત્ર ખામીઓ છે જેમ કે તે વિસ્તારમાં પુનઃવનીકરણ માટે જરૂરી ખાતરના મોટા ડોઝ ઉપરાંત કિરણોત્સર્ગી સ્રોત (જે લાંબા ગાળાની જાળવણી સૂચવે છે) એક જ જગ્યાએ રહે છે. ફૂગ બાયોરેમેડિએશન કેટલીક ફૂગ પ્રજાતિઓમાં કિરણોત્સર્ગી પ્રતિકાર મૂલ્યો વધુ કિરણોત્સર્ગી પ્રતિરોધક બેક્ટેરિયાની બરાબર અથવા તેનાથી વધુ હોય છે; તેઓ માઇકોરેમેડિએશન પ્રક્રિયાઓ કરે છે. એવું નોંધવામાં આવ્યું હતું કે કેટલાક ફૂગમાં નાશ પામેલા રિએક્ટર નં. 4 ચેર્નોબિલ ન્યુક્લિયર પાવર સ્ટેશન પર, જે સીઝિયમ, પ્લુટોનિયમ અને કોબાલ્ટ રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સની ઉચ્ચ સાંદ્રતાથી દૂષિત છે. તેમને રેડિયોટ્રોફિક ફૂગ કહેવામાં આવતા હતા. ત્યારથી, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે પેનિસિલિયમ, ક્લેડોસ્પોરિયમ, પેસિલોમાઇસીસ અને ઝેરોકોમસની કેટલીક પ્રજાતિઓ મેલાનિનના ઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મો દ્વારા ઊર્જા તરીકે આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગનો ઉપયોગ કરવામાં સક્ષમ છે. તેમના ખોરાકમાં તેઓ બાયોએક્યુમ્યુલેટ રેડિયોઆઇસોટોપ ધરાવે છે, જે ઊંડા ભૌગોલિક ભંડારની કોંક્રિટ દિવાલો પર સમસ્યાઓ ઊભી કરે છે. છીપ મશરૂમ્સ જેવા અન્ય ફૂગ બાયોરિમેડિએટ પ્લુટોનિયમ-239 અને એમેરિકિયમ-241 હોઈ શકે છે. સંશોધનની રીતો બાયોરિમેડિએશન તકનીકો પર વર્તમાન સંશોધન એકદમ અદ્યતન છે અને તેમને સંચાલિત કરતી મોલેક્યુલર પદ્ધતિઓ જાણીતી છે. જો કે, કૃષિ રસાયણોના ઉમેરા સાથે આ પ્રક્રિયાઓની અસરકારકતા અને સંભવિત પ્રતિકૂળતાઓ વિશે ઘણી શંકાઓ છે. જમીનમાં, કિરણોત્સર્ગી કચરો પર માઇકોરાઇઝીની ભૂમિકા નબળી રીતે વર્ણવવામાં આવી છે અને રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સની સીક્વેસ્ટ્રેશન પેટર્ન નિશ્ચિતતા સાથે જાણીતી નથી. કેટલીક બેક્ટેરિયલ પ્રક્રિયાઓની લાંબા આયુષ્યની અસરો, જેમ કે બાયોરિડક્શન અથવા બાયોમિનરલાઇઝેશનને કારણે અદ્રાવ્ય સ્વરૂપમાં યુરેનિયમની જાળવણી, અજ્ઞાત છે. આ બેક્ટેરિયાની પ્રજાતિઓ સાથે કેટલાક રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સમાંથી ઇલેક્ટ્રોનિક ટ્રાન્સફર વિશે પણ સ્પષ્ટ વિગતો નથી. અન્ય એક મહત્વપૂર્ણ પાસું એ છે કે એક્સ સિટુ અથવા લેબોરેટરી સ્કેલ પ્રક્રિયાઓને તેમના વાસ્તવિક ઉપયોગમાં બદલવામાં આવે છે, જેમાં જમીનની વિવિધતા અને પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ વપરાયેલી પ્રજાતિઓની શ્રેષ્ઠ બાયોકેમિકલ સ્થિતિની પ્રજનન ખામીઓ પેદા કરે છે, જે હકીકત કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરે છે. આનો અર્થ એ થાય છે કે એનાયન, ધાતુઓ, કાર્બનિક સંયોજનો અથવા અન્ય ચિલેટિંગ રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ સાથે કાર્યક્ષમ બાયોરેમેડિએશન હાથ ધરવા માટે શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ કઈ છે જે રસ ધરાવતા કિરણોત્સર્ગી કચરાના શોષણ સાથે સ્પર્ધા કરી શકે છે. તેમ છતાં, ઘણા કિસ્સાઓમાં સંશોધન આ સમસ્યાઓને ટાળવા માટે માટી અને પાણીના નિષ્કર્ષણ અને તેની એક્સ સિટુ જૈવિક સારવાર પર કેન્દ્રિત છે. છેવટે, જી. એમ. ઓ. ની ક્ષમતા જવાબદારી અને જૈવિક નૈતિક મુદ્દાઓની દ્રષ્ટિએ નિયમનકારી એજન્સીઓ દ્વારા મર્યાદિત છે. તેમના પ્રકાશન માટે ક્રિયા ક્ષેત્ર પર સમર્થન અને સ્વદેશી પ્રજાતિઓ સાથે તુલનાત્મકતાની જરૂર છે. બહુવિષયક સંશોધન નવી કોષ-મુક્ત પ્રણાલીઓ સ્થાપિત કરવા માટે વધુ ચોક્કસપણે જરૂરી જનીનો અને પ્રોટીનને વ્યાખ્યાયિત કરવા પર કેન્દ્રિત છે જે ટ્રાન્સજેનિક અથવા આક્રમક પ્રજાતિઓના ઘૂસણખોરી દ્વારા પર્યાવરણ પર સંભવિત આડઅસરોને ટાળી શકે છે. પર્યાવરણ વિષયોની સૂચિ પણ જુઓ જીવંત મશીનો ડચ ધોરણો પર્યાવરણમાં એક્ટીનાઇડ્સ પુનઃસ્થાપના ઇકોલોજી યુરેનિયમ ખાણકામ ચર્ચા રેડિયોબાયોલોજી પરમાણુ શક્તિ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ, એફ. ઝેવિયર. કિરણોત્સર્ગી કચરાનું જૈવિક ઉપચાર. (પી. ડી. એફ.) આ લેખ સાથે સંબંધિત સ્નાતક થીસિસનું વૈજ્ઞાનિક પોસ્ટર. બાર્સિલોના ડિજિટલ રીપોઝીટરી ઓફ ડોક્યુમેન્ટ્સની સ્વાયત્ત યુનિવર્સિટી. જૈવ ઉપચાર પર્યાવરણીય ઇજનેરી કિરણોત્સર્ગી કચરો