Chapter-10 Microbes in Human Welfare
Besides macroscopic plants and animals, microbes are the major components of biological systems on this earth. You have studied about the diversity of living organisms in Class XI. Do you remember which Kingdoms among the living organisms contain micro-organisms? Which are the ones that are only microscopic? Microbes are present everywhere - in soil, water, air, inside our bodies and that of other animals and plants. They are present even at sites where no other life-form could possibly exist - sites such as deep inside the geysers (thermal vents) where the temperature may be as high as 1000C, deep in the soil, under the layers of snow several metres thick, and in highly acidic environments. Microbes are diverse– protozoa, bacteria, fungi and microscopic animal and plant viruses, viroids and also prions that are proteinacious infectious agents. Some of the microbes are shown in Figures 10.1 and 10.2.
Figure 10.1 Bacteria: (a) Rod-shaped, magnified 1500X; (b) Spherical shaped, magnified1500X; (c) A rod-shaped bacterium showing flagella, magnified 50,000X
Figure 10.2 Viruses: (a) A bacteriophage; (b) Adenovirus which causes respiratory infections; (c) Rod-shaped Tobacco Mosaic Virus (TMV). Magnified about 1,00,000–1,50,000X
Figure 10.3 (a) Colonies of bacteria growing in a petri dish; (b) Fungal colony growing in a petri dish
Microbes like bacteria and many fungi can be grown on nutritive media to form colonies (Figure 10.3), that can be seen with the naked eyes. Such cultures are useful in studies on micro-organisms.
In chapter 8, you have read that microbes cause a large number of diseases in human beings. They also cause diseases in animals and plants. But this should not make you think that all microbes are harmful; several microbes are useful to man in diverse ways. Some of the most important contributions of microbes to human welfare are discussed in this chapter.
10.1 MICROBES IN HOUSEHOLD PRODUCTS
You would be surprised to know that we use microbes or products derived from them everyday. A common example is the production of curd from milk. Micro-organisms such as Lactobacillus and others commonly called lactic acid bacteria (LAB) grow in milk and convert it to curd. During growth, the LAB produce acids that coagulate and partially digest the milk proteins. A small amount of curd added to the fresh milk as inoculum or starter contain millions of LAB, which at suitable temperatures multiply, thus converting milk to curd, which also improves its nutritional quality by increasing vitamin B12. In our stomach too, the LAB play very beneficial role in checking diseasecausing microbes.
The dough, which is used for making foods such as dosa and idli is also fermented by bacteria. The puffed-up appearance of dough is due to the production of CO2 gas. Can you tell which metabolic pathway is taking place resulting in the formation of CO2? Where do you think the bacteria for these fermentations come from? Similarly the dough, which is used for making bread, is fermented using baker’s yeast (Saccharomyces cerevisiae). A number of traditional drinks and foods are also made by fermentation by the microbes. ‘Toddy’, a traditional drink of some parts of southern India is made by fermenting sap from palms. Microbes are also used to ferment fish, soyabean and bambooshoots to make foods. Cheese, is one of the oldest food items in which microbes were used. Different varieties of cheese are known by their characteristic texture, flavour and taste, the specificity coming from the microbes used. For example, the large holes in ‘Swiss cheese’ are due to production of a large amount of CO 2 by a bacterium named Propionibacterium sharmanii. The ‘Roquefort cheese’ are ripened by growing a specific fungi on them, which gives them a particular flavour.
10.2 MICROBES IN INDUSTRIAL PRODUCTS
Even in industry, microbes are used to synthesise a number of products valuable to human beings. Beverages and antibiotics are some examples. Production on an industrial scale, requires growing microbes in very large vessels called fermentors (Figure 10.4).
Figure 10.4 Fermentors
10.2.1 Fermented Beverages
Microbes especially yeasts have been used from time immemorial for the production of beverages like wine, beer, whisky, brandy or rum. For this purpose the same yeast Saccharomyces cerevisiae used for bread-making and commonly called brewer’s yeast, is used for fermenting malted cereals and fruit juices, to produce ethanol. Do you recollect the metabolic reactions, which result in the production of ethanol by yeast? Depending on the type of the raw material used for fermentation and the type of processing (with or without distillation) different types of alcoholic drinks are obtained. Wine and beer are produced without distillation whereas whisky, brandy and rum are produced by distillation of the fermented broth. The photograph of a fermentation plant is shown in Figure 10.5.
Figure 10.5 Fermentation Plant
10.2.2 Antibiotics
Antibiotics produced by microbes are regarded as one of the most significant discoveries of the twentieth century and have greatly contributed towards the welfare of the human society. Anti is a Greek word that means ‘against’, and bio means Figure 10.5 Fermentation Plant ‘life’, together they mean ‘against life’ (in the context of disease causing organisms); whereas with reference to human beings, they are ‘pro life’ and not against. Antibiotics are chemical substances, which are produced by some microbes and can kill or retard the growth of other (disease-causing) microbes.
You are familiar with the commonly used antibiotic Penicillin. Do you know that Penicillin was the first antibiotic to be discovered, and it was a chance discovery? Alexander Fleming while working on Staphylococci bacteria, once observed a mould growing in one of his unwashed culture plates around which Staphylococci could not grow. He found out that it was due to a chemical produced by the mould and he named it Penicillin after the mould Penicillium notatum. However, its full potential as an effective antibiotic was established much later by Ernest Chain and Howard Florey. This antibiotic was extensively used to treat American soldiers wounded in World War II. Fleming, Chain and Florey were awarded the Nobel Prize in 1945, for this discovery.
After Penicillin, other antibiotics were also purified from other microbes. Can you name some other antibiotics and find out their sources? Antibiotics have greatly improved our capacity to treat deadly diseases such as plague, whooping cough (kali khansi ), diphtheria (gal ghotu) and leprosy (kusht rog), which used to kill millions all over the globe. Today, we cannot imagine a world without antibiotics.
10.2.3 Chemicals, Enzymes and other Bioactive Molecules
Microbes are also used for commercial and industrial production of certain chemicals like organic acids, alcohols and enzymes. Examples of acid producers are Aspergillus niger (a fungus) of citric acid, Acetobacter aceti (a bacterium) of acetic acid; Clostridium butylicum (a bacterium) of butyric acid and Lactobacillus (a bacterium) of lactic acid.
Yeast (Saccharomyces cerevisiae) is used for commercial production of ethanol. Microbes are also used for production of enzymes. Lipases are used in detergent formulations and are helpful in removing oily stains from the laundry. You must have noticed that bottled fruit juices bought from the market are clearer as compared to those made at home. This is because the bottled juices are clarified by the use of pectinases and proteases. Streptokinase produced by the bacterium Streptococcus and modified by genetic engineering is used as a ‘clot buster’ for removing clots from the blood vessels of patients who have undergone myocardial infarction leading to heart attack.
Another bioactive molecule, cyclosporin A, that is used as an immunosuppressive agent in organ-transplant patients, is produced by the fungus Trichoderma polysporum. Statins produced by the yeast Monascus purpureus have been commercialised as blood-cholesterol lowering agents. It acts by competitively inhibiting the enzyme responsible for synthesis of cholesterol.
10.3 MICROBES IN SEWAGE TREATMENT
We know that large quantities of waste water are generated everyday in cities and towns. A major component of this waste water is human excreta. This municipal waste-water is also called sewage. It contains large amounts of organic matter and microbes. Many of which are pathogenic. Have you ever wondered where this huge quantity of sewage or urban waste water is disposed off daily? This cannot be discharged into natural water bodies like rivers and streams directly - you can understand why. Before disposal, hence, sewage is treated in sewage treatment plants (STPs) to make it less polluting. Treatment of waste water is done by the heterotrophic microbes naturally present in the sewage. This treatment is carried out in two stages:
Figure 10.6 Secondary treatment
Primary treatment : These treatment steps basically involve physical removal of particles - large and small - from the sewage through filtration and sedimentation. These are removed in stages; initially, floating debris is removed by sequential filtration. Then the grit (soil and small pebbles) are removed by sedimentation. All solids that settle form the primary sludge, and the supernatant forms the effluent. The effluent from the primary settling tank is taken for secondary treatment. Secondary treatment or Biological treatment : The primary effluent is passed into large aeration tanks (Figure 10.6) where it is constantly agitated mechanically and air is pumped into it. This allows vigorous growth of useful aerobic microbes into flocs (masses of bacteria associated with fungal filaments to form mesh like structures). While growing, these microbes consume the major part of the organic matter in the effluent. This significantly reduces the BOD (biochemical oxygen demand) of the effluent. BOD refers to the amount of the oxygen that would be consumed if all the organic matter in one liter of water were oxidised by bacteria. The sewage water is treated till the BOD is reduced. The BOD test measures the rate of uptake of oxygen by micro-organisms in a sample of water and thus, indirectly, BOD is a measure of the organic matter present in the water. The greater the BOD of waste water, more is its polluting potential.
Once the BOD of sewage or waste water is reduced significantly, the effluent is then passed into a settling tank where the bacterial ‘flocs’ are allowed to sediment. This sediment is called activated sludge. A small part of the activated sludge is pumped back into the aeration tank to serve as the inoculum. The remaining major part of the sludge is pumped into large tanks called anaerobic sludge digesters. Here, other kinds of bacteria, which grow anaerobically, digest the bacteria and the fungi in the sludge. During this digestion, bacteria produce a mixture of gases such as methane, hydrogen sulphide and carbon dioxide. These gases form biogas and can be used as source of energy as it is inflammable.
The effluent from the secondary treatment plant is generally released into natural water bodies like rivers and streams. An aerial view of such a plant is shown in Figure 10.7.
You can appreciate how microbes play a major role in treating millions of gallons of waste water everyday across the globe. This methodology has been practiced for more than a century now, in almost all parts of the world. Till date, no manmade technology has been able to rival the microbial treatment of sewage.
Figure 10.7 An aerial view of a sewage plant
You are aware that due to increasing urbanisation, sewage is being produced in much larger quantities than ever before. However the number of sewage treatment plants has not increased enough to treat such large quantities. So the untreated sewage is often discharged directly into rivers leading to their pollution and increase in water-borne diseases.
The Ministry of Environment and Forests has initiated Ganga Action Plan and Yamuna Action Plan to save these major rivers of our country from pollution. Under these plans, it is proposed to build a large number of sewage treatment plants so that only treated sewage may be discharged in the rivers. A visit to a sewage treatment plant situated in any place near you would be a very interesting and educating experience.
10.4 MICROBES IN PRODUCTION OF BIOGAS
Biogas is a mixture of gases (containing predominantly methane) produced by the microbial activity and which may be used as fuel. You have learnt that microbes produce different types of gaseous end-products during growth and metabolism. The type of the gas produced depends upon the microbes and the organic substrates they utilise. In the examples cited in relation to fermentation of dough, cheese making and production of beverages, the main gas produced was CO2.. However, certain bacteria, which grow anaerobically on cellulosic material, produce large amount of methane along with CO2 and H2. These bacteria are collectively called methanogens, and one such common bacterium is Methanobacterium. These bacteria are commonly found in the anaerobic sludge during sewage treatment. These bacteria are also present in the rumen (a part of stomach) of cattle. A lot of cellulosic material present in the food of cattle is also present in the rumen. In rumen, these bacteria help in the breakdown of cellulose and play an important role in the nutrition of cattle. Do you think we, human beings, are able to digest the celluose present in our foods? Thus, the excreta (dung) of cattle, commonly called gobar, is rich in these bacteria. Dung can be used for generation of biogas, commonly called gobar gas.
The biogas plant consists of a concrete tank (10-15 feet deep) in which bio-wastes are collected and a slurry of dung is fed. A floating cover is placed over the slurry, which keeps on rising as the gas is produced in the tank due to the microbial activity. The biogas plant has an outlet, which is connected to a pipe to supply biogas to nearby houses. The spent slurry is removed through another outlet and may be used as fertiliser. Cattle dung is available in large quantities in rural areas where cattle are used for a variety of purposes. So biogas plants are more often built in rural areas. The biogas thus produced is used for cooking and lighting. The picture of a biogas plant is shown in Figure 10.8. The Figure 10.8 A typical biogas plant technology of biogas production was developed in India mainly due to the efforts of Indian Agricultural Research Institute (IARI) and Khadi and Village Industries Commission (KVIC). If your school is situated in a village or near a village, it would be very interesting to enquire if there are any biogas plants nearby. Visit the biogas plant and learn more about it from the people who are actually managing it.
Figure 10.8 A typical biogas plant
10.5 MICROBES AS BIOCONTROL AGENTS
Biocontrol refers to the use of biological methods for controlling plant diseases and pests. In modern society, these problems have been tackled increasingly by the use of chemicals - by use of insecticides and pesticides. These chemicals are toxic and extremely harmful, to human beings and animals alike, and have been polluting our environment (soil, ground water), fruits, vegetables and crop plants. Our soil is also polluted through our use of weedicides to remove weeds.
Biological control of pests and diseases: In agriculture, there is a method of controlling pests that relies on natural predation rather than introduced chemicals. A key belief of the organic farmer is that biodiversity furthers health. The more variety a landscape has, the more sustainable it is. The organic farmer, therefore, works to create a system where the insects that are sometimes called pests are not eradicated, but instead are kept at manageable levels by a complex system of checks and balances within a living and vibrant ecosystem. Contrary to the ‘conventional’ farming practices which often use chemical methods to kill both useful and harmful life forms indiscriminately, this is a holistic approach that seeks to develop an understanding of the webs of interaction between the myriad of organisms that constitute the field fauna and flora. The organic farmer holds the view that the eradication of the creatures that are often described as pests is not only possible, but also undesirable, for without them the beneficial predatory and parasitic insects which depend upon them as food or hosts would not be able to survive. Thus, the use of biocontrol measures will greatly reduce our dependence on toxic chemicals and pesticides. An important part of the biological farming approach is to become familiar with the various life forms that inhabit the field, predators as well as pests, and also their life cycles, patterns of feeding and the habitats that they prefer. This will help develop appropriate means of biocontrol.
The very familiar beetle with red and black markings - the Ladybird, and Dragonflies are useful to get rid of aphids and mosquitoes, respectively. An example of microbial biocontrol agents that can be introduced in order to control butterfly caterpillars is the bacteria Bacillus thuringiensis (often written as Bt ). These are available in sachets as dried spores which are mixed with water and sprayed onto vulnerable plants such as brassicas and fruit trees, where these are eaten by the insect larvae. In the gut of the larvae, the toxin is released and the larvae get killed. The bacterial disease will kill the caterpillars, but leave other insects unharmed. Because of the development of methods of genetic engineering in the last decade or so, the scientists have introduced B. thuringiensis toxin genes into plants. Such plants are resistant to attack by insect pests. Bt-cotton is one such example, which is being cultivated in some states of our country. You will learn more about this in chapter 12.
A biological control being developed for use in the treatment of plant disease is the fungus Trichoderma. Trichoderma species are free-living fungi that are very common in the root ecosystems. They are effective biocontrol agents of several plant pathogens.
Baculoviruses are pathogens that attack insects and other arthropods. The majority of baculoviruses used as biological control agents are in the genus Nucleopolyhedrovirus. These viruses are excellent candidates for species-specific, narrow spectrum insecticidal applications. They have been shown to have no negative impacts on plants, mammals, birds, fish or even on non-target insects. This is especially desirable when beneficial insects are being conserved to aid in an overall integrated pest management (IPM) programme, or when an ecologically sensitive area is being treated.
10.6 MICROBES AS BIOFERTILISERS
With our present day life styles environmental pollution is a major cause of concern. The use of the chemical fertilisers to meet the ever-increasing demand of agricultural produce has contributed significantly to this pollution. Of course, we have now realised that there are problems associated with the overuse of chemical fertilisers and there is a large pressure to switch to organic farming - the use of biofertilisers. Biofertilisers are organisms that enrich the nutrient quality of the soil. The main sources of biofertilisers are bacteria, fungi and cyanobacteria. You have studied about the nodules on the roots of leguminous plants formed by the symbiotic association of Rhizobium. These bacteria fix atmospheric nitrogen into organic forms, which is used by the plant as nutrient. Other bacteria can fix atmospheric nitrogen while free-living in the soil (examples Azospirillum and Azotobacter), thus enriching the nitrogen content of the soil.
Fungi are also known to form symbiotic associations with plants (mycorrhiza). Many members of the genus Glomus form mycorrhiza. The fungal symbiont in these associations absorbs phosphorus from soil and passes it to the plant. Plants having such associations show other benefits also, such as resistance to root-borne pathogens, tolerance to salinity and drought, and an overall increase in plant growth and development. Can you tell what advantage the fungus derives from this association?
Cyanobacteria are autotrophic microbes widely distributed in aquatic and terrestrial environments many of which can fix atmospheric nitrogen, e.g. Anabaena, Nostoc, Oscillatoria, etc. In paddy fields, cyanobacteria serve as an important biofertiliser. Blue green algae also add organic matter to the soil and increase its fertility. Currently, in our country, a number of biofertilisers are available commercially in the market and farmers use these regularly in their fields to replenish soil nutrients and to reduce dependence on chemical fertilisers.
Summary
Microbes are a very important component of life on earth. Not all microbes are pathogenic. Many microbes are very useful to human beings. We use microbes and microbially derived products almost every day. Bacteria called lactic acid bacteria (LAB) grow in milk to convert it into curd. The dough, which is used to make bread, is fermented by yeast called Saccharomyces cerevisiae. Certain dishes such as idli and dosa, are made from dough fermented by microbes. Bacteria and fungi are used to impart particular texture, taste and flavor to cheese. Microbes are used to produce industrial products like lactic acid, acetic acid and alcohol, which are used in a variety of processes in the industry. Antibiotics like penicillins produced by useful microbes are used to kill disease-causing harmful microbes. Antibiotics have played a major role in controlling infectious diseases like diphtheria, whooping cough and pneumonia. For more than a hundred years, microbes are being used to treat sewage (waste water) by the process of activated sludge formation and this helps in recycling of water in nature. Methanogens produce methane (biogas) while degrading plant waste. Biogas produced by microbes is used as a source of energy in rural areas. Microbes can also be used to kill harmful pests, a process called as biocontrol. The biocontrol measures help us to avoid heavy use of toxic pesticides for controlling pests. There is a need these days to push for use of biofertilisers in place of chemical fertilisers. It is clear from the diverse uses human beings have put microbes to that they play an important role in the welfare of human society.
EXERCISES
1. Bacteria cannot be seen with the naked eyes, but these can be seen with the help of a microscope. If you have to carry a sample from your home to your biology laboratory to demonstrate the presence of microbes with the help of a microscope, which sample would you carry and why?
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Answer
Curd can be used as a sample for the study of microbes. Curd contains numerous lactic acid bacteria (LAB) orLactobacillus. These bacteria produce acids that coagulate and digest milk proteins. A small drop of curd contains millions of bacteria, which can be easily observed under a microscope.
2. Give examples to prove that microbes release gases during metabolism.
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Answer
The examples of bacteria that release gases during metabolism are:
(a) Bacteria and fungi carry out the process of fermentation and during this process, they release carbon dioxide. Fermentation is the process of converting a complex organic substance into a simpler substance with the action of bacteria or yeast. Fermentation of sugar produces alcohol with the release of carbon dioxide and very little energy.
$$ \text { Glucose } \xrightarrow[\text { oxygen }]{\text { without }} \text { alcohol }+ \text { energy }+\mathrm{CO}_{2} $$
(b) The dough used for making idli and dosa gives a puffed appearance. This is because of the action of bacteria which releases carbon dioxide. This $\mathrm{CO}_{2}$ released from the dough gets trapped in the dough, thereby giving it a puffed appearance.
3. In which food would you find lactic acid bacteria? Mention some of their useful applications.
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Answer
Lactic acid bacteria can be found in curd. It is this bacterium that promotes the formation of milk into curd. The bacterium multiplies and increases its number, which converts the milk into curd. They also increase the content of vitamin $\mathrm{B}_{12}$ in curd.
4. Name some traditional Indian foods made of wheat, rice and Bengal gram (or their products) which involve use of microbes.
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Answer
(a) Wheat:
Product: Bread, cake, etc.
- Rice:
Product: Idli, dosa
- Bengal gram:
Product: Dhokla, Khandvi
5. In which way have microbes played a major role in controlling diseases caused by harmful bacteria?
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Answer
Several micro-organisms are used for preparing medicines. Antibiotics are medicines produced by certain microorganisms to kill other disease-causing micro-organisms. These medicines are commonly obtained from bacteria and fungi. They either kill or stop the growth of disease-causing micro-organisms. Streptomycin, tetracycline, and penicillin are common antibiotics. Penicillium notatum produces chemical penicillin, which checks the growth of staphylococci bacteria in the body. Antibiotics are designed to destroy bacteria by weakening their cell walls. As a result of this weakening, certain immune cells such as the white blood cells enter the bacterial cell and cause cell lysis. Cell lysis is the process of destroying cells such as blood cells and bacteria.
6. Name any two species of fungus, which are used in the production of the antibiotics.
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Answer
Antibiotics are medicines that are produced by certain micro-organisms to kill other disease-causing microorganisms. These medicines are commonly obtained from bacteria and fungi.
The species of fungus used in the production of antibiotics are:
| Antibiotic | Fungus source |
|---|
| 1. | Penicillin | Penicillium notatum |
|---|---|---|
| 2. | Cephalosporin | Cephalosporium acremonium |
7. What is sewage? In which way can sewage be harmful to us?
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Answer
Sewage is the municipal waste matter that is carried away in sewers and drains. It includes both liquid and solid wastes, rich in organic matter and microbes. Many of these microbes are pathogenic and can cause several waterborne diseases. Sewage water is a major cause of polluting drinking water. Hence, it is essential that sewage water is properly collected, treated, and disposed.
8. What is the key difference between primary and secondary sewage treatment?
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Answer
| Primary sewage treatment | Secondary sewage treatment | |
|---|---|---|
| 1. | It is a mechanical process involving the removal of coarse solid materials. |
1. It is a biological process involving the action of microbes. |
| 2. | It is inexpensive and relatively less complicated. | 2. It is a very expensive and complicated process. |
9. Do you think microbes can also be used as source of energy? If yes, how?
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Answer
Yes, microbes can be used as a source of energy. Bacteria such as Methane bacterium is used for the generation of gobargas or biogas.
The generation of biogas is an anaerobic process in a biogas plant, which consists of a concrete tank (10-15 feet deep) with sufficient outlets and inlets. The dung is mixed with water to form the slurry and thrown into the tank. The digester of the tank is filled with numerous anaerobic methane-producing bacteria, which produce biogas from the slurry. Biogas can be removed through the pipe which is then used as a source of energy, while the spent slurry is removed from the outlet and is used as a fertilizer.
10. Microbes can be used to decrease the use of chemical fertilisers and pesticides. Explain how this can be accomplished.
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Answer
Microbes play an important role in organic farming, which is done without the use of chemical fertilizers and pesticides. Bio-fertilizers are living organisms which help increase the fertility of soil. It involves the selection of beneficial micro-organisms that help in improving plant growth through the supply of plant nutrients. Bio-fertilizers are introduced in seeds, roots, or soil to mobilize the availability of nutrients. Thus, they are extremely beneficial in enriching the soil with organic nutrients. Many species of bacteria and cyanobacteria have the ability to fix free atmospheric nitrogen.Rhizobium is a symbiotic bacteria found in the root nodules of leguminous plants. Azospirillium and Azotobocter are free living nitrogen-fixing bacteria, whereas Anabena, Nostoc and Oscillitoria are examples of nitrogen-fixing cyanobacteria. Bio-fertilizers are cost effective and ecofriendly.
Microbes can also act as bio-pesticides to control insect pests in plants. An example of bio-pesticides is Bacillus thuringiensis, which produces a toxin that kills the insect pests. Dried bacterial spores are mixed in water and sprayed in agricultural fields. When larvae of insects feed on crops, these bacterial spores enter the gut of the larvae and release toxins, thereby it. Similarly, Trichoderma are free living fungi. They live in the roots of higher plants and protect them from various pathogens.
Baculoviruses is another bio-pesticide that is used as a biological control agent against insects and other arthropods.
11. Three water samples namely river water, untreated sewage water and secondary effluent discharged from a sewage treatment plant were subjected to BOD test. The samples were labelled A, B and C; but the laboratory attendant did not note which was which. The BOD values of the three samples A, B and C were recorded as 20mg/L, 8mg/L and 400mg/L, respectively. Which sample of the water is most polluted? Can you assign the correct label to each assuming the river water is relatively clean?
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Answer
Biological oxygen demand (BOD) is the method of determining the amount of oxygen required by micro-organisms to decompose the waste present in the water supply. If the quantity of organic wastes in the water supply is high, then the number of decomposing bacteria present in the water will also be high. As a result, the BOD value will increase.
Therefore, it can be concluded that if the water supply is more polluted, then it will have a higher BOD value. Out of the above three samples, sample $\mathbf{C}$ is the most polluted since it has the maximum BOD value of $400 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$. After untreated sewage water, secondary effluent discharge from a sewage treatment plant is most polluted. Thus, sample $\mathbf{A}$ is secondary effluent discharge from a sewage treatment plant and has the BOD value of $20 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$, while sample $\mathbf{B}$ is river water and has the BOD value of $8 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$.
Hence, the correct label for each sample is:
| Label | BOD value | Sample |
|---|---|---|
| A. | $20 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ | Secondary effluent discharge from a sewage treatment plant |
| B. | $8 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ | River water |
|---|---|---|
| C. | $400 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ | Untreated sewage water |
12. Find out the name of the microbes from which Cyclosporin A (an immunosuppressive drug) and Statins (blood cholesterol lowering agents) are obtained.
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Answer
| Drug | Function | Microbe | |
|---|---|---|---|
| 1. | Cyclosporine - A | Immuno suppressive drug | Trichoderma polysporum |
| 2. | Statin | Blood cholesterol lowering agent | Monascus purpureus |
13. Find out the role of microbes in the following and discuss it with your teacher. (a) Single cell protein (SCP) (b) Soil
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Answer
(a) Single cell protein (SCP)
A single cell protein is a protein obtained from certain microbes, which forms an alternate source of proteins in animal feeds. The microbes involved in the preparation of single cell proteins are algae, yeast, or bacteria. These microbes are grown on an industrial scale to obtain the desired protein. For example, Spirulina can be grown on waste materials obtained from molasses, sewage, and animal manures. It serves as a rich supplement of dietary nutrients such as proteins, carbohydrate, fats, minerals, and vitamins. Similarly, micro-organisms such as Methylophilus and methylotrophushave a large rate of biomass production. Their growth can produce a large amount of proteins.
(b) Soil
Microbes play an important role in maintaining soil fertility. They help in the formation of nutrient-rich humus by the process of decomposition. Many species of bacteria and cyanobacteria have the ability to fix atmospheric nitrogen into usable form. Rhizobium is a symbiotic bacteria found in the root nodules of leguminous plants. Azospirillium andAzotobocter are free living nitrogen-fixing bacteria, whereas Anabena, Nostoc, and Oscillitoria are examples of nitrogen-fixing cyanobacteria.
14. Arrange the following in the decreasing order (most important first) of their importance, for the welfare of human society. Give reasons for your answer. Biogas, Citric acid, Penicillin and Curd?
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Answer
The order of arrangement of products according to their decreasing importance is:
Penicillin- Biogas - Citric acid - Curd
Penicillin is the most important product for the welfare of human society. It is an antibiotic, which is used for controlling various bacterial diseases. The second most important product is biogas. It is an eco-friendly source of energy. The next important product is citric acid, which is used as a food preservative. The least important product is curd, a food item obtained by the action of lactobacillus bacteria on milk
Hence, the products in the decreasing order of their importance are as follows:
Penicillin- Biogas - Citric acid - Curd
15. How do biofertilisers enrich the fertility of the soil?
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Answer
Bio-fertilizers are living organisms which help in increasing the fertility of soil. It involves the selection of beneficial micro-organisms that help in improving plant growth through the supply of plant nutrients. These are introduced to seeds, roots, or soil to mobilize the availability of nutrients by their biological activity. Thus, they are extremely beneficial in enriching the soil with organic nutrients. Many species of bacteria and cyanobacteria have the ability to fix free atmospheric nitrogen.Rhizobium is a symbiotic bacteria found in the root nodules of leguminous plants. Azospirillium and Azotobocter are free living nitrogen-fixing bacteria, whereas Anabena, Nostoc, and Oscillitoria are examples of nitrogen-fixing cyanobacteria. Bio-fertilizers are cost effective and ecofriendly.
असूक्ष्म पादपों तथा प्राणियों के अतिरिक्त इस पृथ्वी पर जीव विज्ञानी तंत्र के प्रमुख घटक सूक्ष्मजीव हैं। कक्षा 11 में आपने जीवित जीवों में पाई जाने वाली विविधता के बारे में अध्ययन किया होगा। क्या आपको याद है; जीवित जीवों में कौन से जगत के अंतर्गत सूक्ष्मजीवी जीव आते हैं? वे कौन से जीव हैं, जिन्हें केवल सूक्ष्मदर्शीय माना जाए? सूक्ष्मजीव सर्वव्यापी होते हैं। यह मृदा, जल, वायु, हमारे शरीर के अंदर तथा अन्य प्रकार के प्राणियों तथा पादपों में पाए जाते हैं। जहाँ किसी प्रकार जीवन संभव नहीं है जैसे — गीज़र के भीतर गहराई तक (तापीय चिमनी) जहाँ ताप $100^{\circ} \mathrm{C}$ तक बढ़ा हुआ रहता है, मृदा में गहराई तक, बर्फ की पर्तों के कई मीटर नीचे तथा उच्च अम्लीय पर्यावरण जैसे स्थानों पर भी पाए जाते हैं। सूक्ष्मजीव विविध रूपायितप्रोटोजोआ, जीवाणु, कवक तथा सूक्ष्मदर्शीय पादपों एवं प्राणियों से होते हैं। विषाणु, विरायड तथा प्रायोन भी प्रोटीनीय संक्रमित कारक हैं। कुछ सूक्ष्मजीवियों को चित्र 8.1 तथा 8.2 में दिखाया गया है।
चित्र 8.1 जीवाणु (बैक्टीरिया) (अ) दंडाकार (आवर्धित रूप $1500 \mathrm{x}$ ) (ब) गोलाकार आवर्धित $1500 \mathrm{x}$ (स) कशाभिका प्रदर्शित करते हुए $50,000 \mathrm{x}$ आवर्धित दंडाकार बैक्टीरियम
चित्र 8.2 विषाणु (अ) जीवाणुभोजी (ब) ऐडीनोवायरस जो श्वसनीय संक्रमण उत्पन्न करता है (स) दंडाकार टोबैको मोजेक वायरस (टीएमवी) 100,000-15,00,000 तक आवर्धित
चित्र 8.3 (अ) पैट्री प्लेटों में वृद्धि कर रही जीवाणुओं की कालोनियाँ (ब) पैट्री प्लेटों में वृद्धि कर रही कवकीय कालोनियाँ
जीवाणु तथा अधिकांश कवकों के समान सूक्ष्मजीवियों को पोषक मीडिया (माध्यमों) पर उगाया जा सकता है, ताकि वृद्धि कर यह कालोनी का रूप ले लें और इन्हें नग्न नेत्र से देखा जा सके (चित्र 8.3)। ऐसे संवर्धनजन सूक्ष्मजीवियों पर अध्ययन के दौरान काफी लाभदायक होते हैं।
इस पुस्तक के 8 वें अध्याय में, आपने पढ़ा होगा कि सूक्ष्मजीवी मनुष्यों में बहुत से रोग उत्पन्न करते हैं। ये पशुओं तथा पादपों में भी रोग उत्पन्न करते हैं; परंतु इससे आपको यह नहीं समझ लेना चाहिए कि सभी सूक्ष्मजीव हानिप्रद हैं। अधिकांशतः सूक्ष्मजीव मनुष्यों के लिए कई प्रकार से लाभप्रद हैं। मानव कल्याण के प्रति सूक्ष्मजीवों के कुछ अत्यंत महत्त्वपूर्ण योगदानों पर निम्नलिखित पृष्ठों में परिचर्चा की गई है।
8.1 घरेलू उत्पादों में सूक्ष्मजीव
आपको यह जानकर आश्चर्य होगा कि हम प्रतिदिन सूक्ष्मजीवियों अथवा उनसे व्युत्पन्न उत्पादों का प्रयोग करते हैं। इसका सामान्य उदाहरण दूध से दही का उत्पादन है। सूक्ष्मजीव जैसे लैक्टोबैसिलस तथा अन्य जिन्हें सामान्यतः लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया (एल ए बी) कहते हैं; दूध में वृद्धि करते हैं और उसे दही में परिवर्तित कर देते हैं। वृद्धि के दौरान लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया अम्ल उत्पन्न करता है जो दुग्ध प्रोटीन को स्कंदित तथा आंशिक रूप में पचा देता है। दही की थोड़ी सी मात्रा निवेश द्रव्य अथवा आरंभक के रूप में ताजे दूध में मिलाया जाता है। इस निवेशद्रव्य में लाखों-करोड़ों की संख्या में लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया होते हैं जो उपयुक्त ताप पर कई गुना वृद्धि करते हैं और परिणामस्वरूप दूध को दही में बदल देते हैं। इतना ही नहीं; विटामिन बी 12 की मात्रा बढ़ने से पोषण संबंधी गुणवत्ता में भी सुधार हो जाता है। हमारे पेट में भी, सूक्ष्मजीवियों द्वारा उत्पन्न होने वाले रोगों को रोकने में लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया एक लाभदायक भूमिका का निर्वाह करते हैं।
दाल-चावल का बना ढीला-ढाला आटा जिसका प्रयोग ‘डोसा’ तथा ‘इडली’ जैसे आहार को बनाने में किया जाता है। वह भी बैक्टीरिया द्वारा किण्वित होता है? इस आटे की फूली उभरी शक्ल $\mathrm{CO} _{2}$ गैस के उत्पादन के कारण होती है। क्या आप बता सकते हैं कि कौन सा उपापचयी पथ $\mathrm{CO} _{2}$ के निर्माण में कार्य कर रहा है? क्या आप जानते हैं कि किण्वन की क्रिया के लिए यह बैक्टीरिया कहाँ से आ रहे हैं। ठीक इसी प्रकार ढीला-ढाला आटा जिसका प्रयोग ब्रैड बनाने में किया जाता है उसमें बैकर यीस्ट (सैकरोमाइसीज़ सैरीवीसी) का प्रयोग किया जाता है। पारंपरिक पेय तथा आहारों की एक बड़ी संख्या सूक्ष्मजीवियों द्वारा किण्वित कराकर तैयार की जाती हैं। दक्षिण भारत के कुछ भागों में एक पारंपरिक पेय ‘टोडी’ है। इसे ताड़वृक्ष के तने के स्राव को किण्वित कराकर तैयार किया जाता है। सूक्ष्मजीवियों का प्रयोग किण्वित मत्स्य (मछली), सोयाबीन तथा बाँस प्ररोह आदि के भोजन तैयार करने में किया जाता है। ‘पनीर’ या ‘चीज’ एक प्राचीन भोज्य पदार्थ है। इसे तैयार करने में सूक्ष्मजीवियों का प्रयोग किया जाता है। विभिन्न किस्मों के पनीर अपनी गठनसंरचना, सुगंध तथा स्वाद जैसे अभिलक्षणों से पहचाने जाते हैं; विशेष सूक्ष्मजीवों के प्रयोग से आते हैं। उदाहरण के लिए ‘स्विस चीज’ में पाए जाने वाले बड़े-बड़े छिद्र प्रोपिओनिबैक्टीरियम शारमैनाई नामक बैक्टीरियम द्वारा बड़ी मात्रा में उत्पन्न $\mathrm{CO} _{2}$ के कारण होते हैं। ‘रॉक्यूफोर्ट चीज’ एक विशेष प्रकार के कवक की वृद्धि से परिपक्व होते हैं जिससे विशेष सुगंध आने लगती है।
8.2 औद्योगिक उत्पादों में सूक्ष्मजीव
यहाँ तक कि उद्योगों में भी सूक्ष्मजीवियों का प्रयोग बहुत से उत्पादों के संश्लेषण में किया जाता है जो कि मनुष्य के लिए काफी मूल्यवान होते हैं। मादक पेय तथा प्रतिजैविक (ऐंटीबॉयटिक) इसके कुछ उदाहरण हैं। व्यावसायिक पैमाने पर सूक्ष्मजीवियों को पैदा करने के लिए बड़े बर्तन की आवश्यकता होती है जिसे फरमैंटर या किण्वक कहते हैं (चित्र 8.4)।
चित्र 8.4 किण्वक (फरमेंटर)
8.2.1 किण्वित पेय
सूक्ष्मजीव विशेषकर यीस्ट का प्रयोग प्राचीन काल से वाइन, बियर, ह्विस्की, ब्रांडी या रम जैसे पेयों के उत्पादन में किया जाता आ रहा है। इस उद्देश्य की पूर्ति के लिए वही यीस्ट सैकेरोमाइसीज़ सैरीबिसी(जो सामान्यतः ब्रीवर्स यीस्ट के नाम से भी प्रसिद्ध है;) ब्रैड बनाने तथा माल्टीकृत धान्यों तथा फलों के रसों में ऐथानॉल उत्पन्न करने में प्रयोग किया जाता है। क्या आपको वे उपापचयी अभिक्रियाएँ याद हैं जिसके परिणामस्वरूप यीस्ट द्वारा ऐथानॉल उत्पादित होता है। विभिन्न प्रकार के एल्कोहलीय पेय की प्राप्ति। किण्वन तथा विभिन्न प्रकार के संसाधन (आसवन अथवा उसके बिना) कच्चे पदार्थों पर निर्भर करती है; वाइन तथा बियर का उत्पादन बिना आसवन के; जबकि ह्विस्की, ब्रांडी तथा रम किण्वित रस के आसवन द्वारा तैयार किए जाते हैं। किण्वन संयंत्र (प्लांट) का फोटोग्राफ चित्र 8.5 में दिखाया गया है।
चित्र 8.5 किण्वन संयंत्र
8.2.2 प्रतिजैविक ( ऐंटीबॉयोटिक )
सूक्ष्मजीवों द्वारा प्रतिजैविकों (ऐंटीबॉयोटिकों) का उत्पादन 20 वीं शताब्दी की अत्यंत ही महत्त्वपूर्ण खोज और मानव समाज के कल्याण के लिए एक बहुत बड़ी उपलब्धि मानी जाती है। ऐंटी एक ग्रीक भाषा का शब्द है, जिसका अर्थ खिलाफ तथा बॉयो का अर्थ जीवन है। दोनों को मिला देने से इसका अर्थ ‘जीवन के खिलाफ’ हुआ (रोग जो जीवों से उत्पन्न होते हैं उनके संदर्भ में) जबकि मनुष्यों के संदर्भ में यह जीवन के खिलाफ न होकर जीवन के प्रति माने जाते हैं। प्रतिजैविक (ऐंटीबॉयोटिक) एक प्रकार के रसायनिक पदार्थ हैं, जिनका निर्माण कुछ सूक्ष्मजीवियों द्वारा होता है। यह अन्य (रोग उत्पन्न करने वाले) सूक्ष्मजीवियों की वृद्धि को मंद अथवा उन्हें मार सकते हैं।
आप सामान्य रूप से प्रयोग में लाए जाने वाले ऐंटीबॉयोटिक पैनीसीलिन से तो परिचित ही हैं। क्या आप जानते हैं कि पैनीसीलिन सबसे पहला ऐंटीबॉयोटिक था, जिसकी खोज एक प्रकार का हादसा (घटना) थी? एलैग्जैंडर फ्लैमिंग जब स्टैफिलोकोकस बैक्टीरिया पर कार्य कर रहे थे; तब उन्हें एक बार दिखाई दिया कि जिन प्लेटों पर वह कार्य कर रहे थे, उनमें एक बिना धुली प्लेट पर मोल्ड उत्पन्न हो गए हैं जिस कारण स्टैफिलोकोकस वृद्धि न कर सका। उन्होंने पाया कि यह प्रभाव मोल्ड द्वारा उत्पन्न एक रसायन ‘पैनीसिलीन’ द्वारा होता है। चूँकि पैनीसिलीन, पैनीसीलियम नोटेटम नामक मोल्ड से उत्पन्न होता है। इस कारण इसका नाम उन्होंने ‘पैनीसिलीन’ रखा। यद्यपि बाद में अरनैस्ट चैन तथा हावर्ड फ्लौरे ने इसकी एक शक्तिशाली एवं प्रभावशाली ऐंटीबॉयोटिक के रूप में पुष्टि की। इस ऐंटीबॉयोटिक का प्रयोग दूसरे विश्व युद्ध में घायल अमरीकन सिपाहियों के उपचार में व्यापक रूप से किया गया। फ्लैमिंग, चैन तथा फ्लौरे को इस खोज के लिए 1945 में नोबल पुरस्कार से पुरस्कृत किया गया।
पैनीसिलिन के बाद अन्य सूक्ष्मजीवियों से अन्य ऐंटीबॉयोटिकों को भी परिशुद्ध किया गया। क्या आप कुछ अन्य प्रतिजैविकी (ऐंटीबॉयोटिकों) के नाम तथा उनके स्रोतों के बारे में बता सकते हैं। प्लेग, काली खाँसी, डिप्थीरिया (गलघोंटू), लैप्रोसी (कुष्ठरोग) जैसे भयानक रोग, जिनसे संसार में लाखों लोग मरे हैं, के उपचार के लिए ऐंटीबॉयोटिकों ने हमारी क्षमता में वृद्धि की एक शक्ति के रूप में आये हैं। आज हम ऐंटीबॉयोटिकों से रहित संसार की कल्पना ही नहीं कर सकते हैं।
8.2.3 रसायन, एंजाइम तथा अन्य जैवसक्रिय अणु
कुछ विशेष प्रकार के रसायनों; जैसे कार्बानिक अम्ल, ऐल्कोहल तथा एंजाइम आदि के व्यावसायिक तथा औद्योगिक उत्पादन में सूक्ष्मजीवों का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। अम्लीय उत्पादकों के उदाहरण सिट्रिक अम्ल का ऐस्परजिलस नाइगर (एक कवक), एसीटिक अम्ल का एसीटोबैक्टर एसिटाई (जीवाणु) ब्युट्रिक अम्ल का क्लोस्ट्रीडियम ब्यूटायलिकम (एक जीवाणु) तथा लेक्टिक अम्ल का लैक्टोबैसिलस आदि हैं।
ऐथानॉल के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए यीस्ट (सैकेरोमाइसीज़ सैरीविसेएई) का प्रयोग किया जाता है। लाइपेज का प्रयोग अपमार्जक संरूपण तथा धुलाई में कपड़ों से तेल के धब्बे हटाने में किया जाता है। आपने अवश्य देखा होगा कि आप बाजार से खरीद कर फल-रस की जो बोतल लाते हैं उसका रस घर में बने रस की तुलना में अधिक साफ दिखाई पड़ता है। पैक्टीनेजिज तथा प्रोटीऐजिज के प्रयोग के कारण बोतल वाला रस अधिक स्वच्छ एवं साफ होता है। स्ट्रैप्टोकाइनेज स्ट्रैप्टोकोकस जीवाणु (बैक्टीरियम) द्वारा उत्पन्न होता है जो आनुवंशिक इंजीनियरिंग द्वारा रूपांतरित किया जाता है। इसका प्रयोग उन रोगियों में रक्त वाहिकाओं से थक्का (क्लॉट) हटाने में यानि ‘थक्का स्फोटन’ के रूप में प्रयोग किया जाता है। हृदयाघात के अग्रग मायोकार्डियल इंफैक्शन से गुजरते हैं।
अन्य जैव सक्रिय अणु ‘साइक्लोस्पोरिन-ए’ है। जिसका प्रयोग अंग प्रतिरोपण में प्रतिरक्षा निरोधक (इम्युनोसप्रेसिव) कारक के रूप में रोगियों में किया जाता है। इसका उत्पादन ट्राइकोडर्मा पॉलोस्पोरम नामक कवक से किया जाता है। मोनॉस्कस परप्यूरीअस यीस्ट से उत्पन्न इस स्टैटिन का व्यापारिक स्तर पर प्रयोग रक्त-कॉलिस्ट्रॉल को कम करने वाले कारक के रूप में किया जाता है। कॉलिस्ट्रॉल के संश्लेषण के लिए उत्तरदायी एंजाइम स्पर्धा संदमन (निरोधण) की तरह क्रिया करते हैं।
8.3 वाहितमल उपचार में सूक्ष्मजीव
हम जानते हैं कि प्रतिदिन नगर एवं शहरों से व्यर्थ-जल की एक बहुत बड़ी मात्रा जनित होती है। इस व्यर्थ जल का प्रमुख घटक मनुष्य का मलमूत्र है। नगर के इस व्यर्थ जल को वाहित मल (सीवेज) भी कहते हैं। इसमें कार्बनिक पदार्थों की बड़ी मात्रा तथा सूक्ष्मजीव पाये जाते हैं जो अधिकांशतः रोगजनकीय होते हैं। आपको आश्चर्य होता होगा कि वाहितमल की बड़ी मात्रा अथवा शहरी व्यर्थजल का रोजाना निपटान कैसे होता होगा? इसे प्राकृतिक जल स्रोतों जैसे नदी, झरने में सीधे विसर्जित नहीं किया जा सकता है। आप समझ सकते हैं क्यों? अतः विसर्जन से पूर्व वाहित मल का उपचार वाहितमल संयंत्र में किया जाता है ताकि वह प्रदूषण मुक्त हो जाय। व्यर्थ जल का उपचार परपोषित सूक्ष्मजीव से किया जाता है जो वाहित मल में प्राकृतिक रूप से वास करते हैं। यह उपचार निम्नलिखित दो चरणों में संपन्न किया जाता है-
चित्र 8.6 वाहित मल उपचार संयंत्र का वायुवीय टैंक
प्राथमिक उपचार - मूलभूत रूप से उपचार के इस पद में वाहित मल से बड़े छोटे कणों का निस्यंदन (फिल्ट्रेशन) तथा अवसादन (सेडीमिंटेशन) द्वारा भौतिक रूप से अलग कर दिये जाते हैं। इन्हें भिन्न-भिन्न चरणों में अलग किया जाता है। आरंभ में तैरते हुए कूड़े-करकट को अनुक्रमिक निस्यंदन द्वारा हटा दिया जाता है। इसके बाद शितबालुकाश्म (ग्रिट) (मृदा तथा छोटे गुटिकाओं पेवल) को अवसादन द्वारा निष्कासित किया जाता है। सभी ठोस जो प्राथमिक आंपक (स्लज) के नीचे बैठे कण हैं, वह और प्लावी (सुपरनैटेंट) बहिः स्राव (इफ्लुएंट) का निर्माण करता है। बहिःस्राव को प्राथमिक निःसादन (सेटलिंग) टैंक से द्वितीयक उपचार के लिए ले जाया जाता है। द्वितीयक उपचार अथवा जीव विज्ञानीय उपचार — प्राथमिक बहि:स्राव को बड़े वायुवीय टैंकों में से गुजारा जाता है (चित्र 8.6)। जहाँ यह लगातार यांत्रिक रूप से हिलाया जाता है और वायु को इसमें पंप किया जाता है। इससे लाभदायक वायुवीय सूक्ष्मजीवियों की प्रबल सशक्त वृद्धि ऊर्णक (कवकीय तंतुओं से जुड़े जीवाणुओं के जाली जैसी संरचना का झुंड) के रूप में होने लगती है। वृद्धि के दौरान यह सूक्ष्मजीव बहिःस्राव में उपस्थित कार्बनिक पदार्थों के प्रमुख भागों की खपत करता है। यह बहिःस्राव के बी ओ डी ( बॉयोकेमीकल ऑक्सीजन डिमांड) को महत्त्वपूर्ण रूप से घटाने लगता है। बी ओ डी ऑक्सीजन की उस मात्रा को संदर्भित करता है जो जीवाणु द्वारा एक लीटर पानी में उपस्थित कार्बनिक पदार्थों की खपत कर उन्हें ऑक्सीकृत कर दें। वाहित मल का तब तक उपचार किया जाता है जब तक बी ओ डी घट न जाय। जल के एक नमूने में सूक्ष्मजीवियों द्वारा ऑक्सीजन के उद्रग्रण की दर का मापन बी ओ डी परीक्षण से किया जाता है;
अतः अप्रत्यक्ष रूप से जल में उपस्थित कार्बनिक पदार्थों का मापन ही बी ओ डी है। जब व्यर्थ-जल का बी ओ डी अधिक होगा, तब इसकी प्रदूषण क्षमता भी अधिक होगी। एक बार वाहित मल अथवा व्यर्थ जल का बी ओ डी पर्याप्त मात्रा में घट जाय, तब बहिःस्राव को निःसादन (सैटलिंग) टैंक में भेजते हैं; जहाँ जीवाणु झुंड (फ्लॉक्स) उसे अवसाद में परिवर्तित करते हैं। यह अवसाद सक्रियीत आपंक कहलाता है। सक्रियीत आपंक के छोटे से भाग को फिर से पीछे वायुवीय टैंक में पंप करते हैं। यह आपंक निवेशद्रव्य की तरह से कार्य करता है। आपंक का बचा-खुचा मुख्य भाग बड़े टैंक में पंप किया जाता है। जिसे अवायवीय आपंक संपाचित्र (ऐनारोबिक स्लज डाइजैस्टर) कहते हैं। यहाँ जीवाणुओं की अन्य किस्में जो अवायुवीय रूप से वृद्धि करती हैं। वे आपंक में उपस्थित जीवाणुओं तथा कवकों का पाचन कर लेती हैं। पाचन के दौरान जीवाणु गैसों का मिश्रण जैसे मीथेन, हाइड्रोजन सल्फाइड तथा कार्बन डायक्साइड उत्पन्न करते हैं। ये गैसें बॉयोगैस का निर्माण करती हैं। चूँकि यह ज्वलनशील होती हैं; इस कारण इनका प्रयोग ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जा सकता है।
द्वितीयक उपचार प्लांट से बहिःस्राव सामान्यतः जल के प्राकृतिक स्रोतों जैसे नदियों, झरनों में छोड़ दिया जाता है। वाहित मल उपचार संयंत्र का आकाशी चित्र 8.7 में दिखाया गया है।
आप समझ सकते हैं कि किस प्रकार सूक्ष्मजीवी प्रतिदिन विश्वभर में व्यर्थ जल के लाखों-करोड़ों गैलन पानी के उपचार में महत्त्वपूर्ण भूमिका-निभाते हैं। संसार के लगभग-समस्त भागों में लगभग सदियों से इसी कार्य प्रणाली का प्रयोग किया जाता आ रहा है। आज के दिन तक कोई भी मनुष्य द्वारा तैयार की गई प्रौद्योगिकी वाहित मल के सूक्ष्मजीवी उपचार के सामने नहीं टिक पाई।
चित्र 8.7 वाहित मल उपचार संयंत्र का आकाशी चित्र
आप जानते ही हैं कि बढ़ते हुए शहरीकरण के कारण पहले की तुलना में वाहित मल की एक बहुत बड़ी मात्रा उत्पन्न हो जाती है, अतः वाहितमल की इतनी बड़ी मात्रा को उपचारित करने में इन उपचार संयंत्रों की संख्या पर्याप्त नहीं बढ़ाई गई है। इसलिए अपचारित वाहितमल को सीधे ही नदियों में छोड़ दिया जाता है। परिणामस्वरूप प्रदूषण और जल जनित रोगों की संख्या बढ़ रही है।
पर्यावरण तथा वन मंत्रालय ने हमारे देश की प्रमुख नदियों को प्रदूषण से बचाने के लिए गंगा ऐक्शन प्लान तथा यमुना ऐक्शन प्लान जैसी योजनाओं का सूत्रपात किया है। इन योजनाओं के तहत एक बड़ी संख्या में नए वाहित मल उपचार संयंत्रों को बनाने का प्रस्ताव है; ताकि केवल उपचारित वाहित मल को ही नदियों में छोड़ा जा सके। आप अपने आस-पास स्थित ऐसे किसी भी वाहित मल उपचार संयंत्र में जाएँ। जो अत्यंत ही रोचक तथा शिक्षाप्रद अनुभव होगा।
8.4 बॉयोगैस के उत्पादन में सूक्ष्मजीव
बॉयोगैस एक प्रकार से गैसों (जिसमें मुख्यतः मीथेन शामिल है) का मिश्रण है जो सूक्ष्मजीवी सक्रियता द्वारा उत्पन्न होती हैं। आप पढ़ चुके हैं कि वृद्धि तथा उपापचयन के दौरान सूक्ष्मजीव विभिन्न किस्मों के गैसीय अंतिम उत्पाद उत्पन्न करते हैं; जो गैस उत्पन्न होती है, वह इन सूक्ष्मजीवियों द्वारा खपत किए गए कार्बनिक पदार्थों पर निर्भर करती है। उपर्युक्त उदाहरण जैसे गीले आटे का किण्वन, पनीर (चीज) निर्माण तथा पेयों का उत्पादन में $\mathrm{CO} _{2}$ गैस ही मुख्य रूप से उत्पन्न होती है। यद्यपि कुछ बैक्टीरिया जो सैल्यूलोजीय पदार्थों पर अवायुवीय रूप से उगते हैं; वह $\mathrm{CO} _{2}$ तथा $\mathrm{H} _{2}$ के साथ-साथ बड़ी मात्रा में मीथेन भी उत्पन्न करते हैं। सामूहिक रूप से इन जीवाणुओं को मीथैनोजेन कहते हैं। इनमें सामान्य जीवाणु मीथैनोबैक्टीरियम है। ये बैक्टीरिया (जीवाणु) सामान्यतः अवायुवीय गाढ़े कीचड़ में पाया जाता है जिसका वर्णन वाहित मल उपचार में पहले किया गया है। यह जीवाणु पशुओं के रूमेन (प्रथम आमाशय) में भी पाए जाते हैं। रूमेन में सैल्यूलोजीय पदार्थों की एक बड़ी मात्रा उपलब्ध रहती है। रूमेन में यह जीवाणु सैल्यूलोज को तोड़ने में सहायक होते हैं; और पशुओं के पोषण में महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। क्या आप समझते हैं कि अपने आहार में उपस्थित सैल्यूलोज को हम मानव भी पचाने के योग्य हैं? इस प्रकार पशुओं के मल (डंग) उनमें, जिसे सामान्यतः गोबर कहते हैं, यह जीवाणु प्रचुर संख्या में पाए जाते हैं। गोबर में पादपों के सैल्यूलोजीय व्युत्पन्न प्रचुर मात्रा में होते हैं; अतः इनका प्रयोग बॉयोगैस को पैदा करने में किया जाता है जिसे सामान्यतः ‘गोबर गैस’ भी कहते हैं।
बॉयोगैस संयंत्र एक टैंक ( 10-15 फीट गहरा) होता है; जिसमें अपशिष्ट संग्रहीत एवं गोबर की कर्दम (स्तरी) भरी जाती है। कर्दम के ऊपर एक सचल ढक्कन रखा जाता है सूक्ष्मजीवी सक्रियता के कारण टैंक में गैस बनती है। जिससे ढक्कन ऊपर को उठता है। बॉयोगैस संयंत्र में एक निकास होता है जो एक पाइप से जुड़ा रहता है। इसी पाइप की सहायता से आस-पास के घरों में बॉयोगैस की आपूर्ति की जाती है। उपयोग की गई कर्दम दूसरे निकास द्वार से बाहर निकाल दी जाती है। इसका प्रयोग उर्वरक के रूप में किया जाता है। गोबर ग्रामीण क्षेत्रों में बड़ी मात्रा में मिलता है, जहाँ पशुओं को पाला जाता है। यही कारण है कि ग्रामीण क्षेत्रों में इन बॉयोगैस संयंत्रों (प्लांटों) को अधिक बनाया जाता है। उत्पन्न बॉयोगैस का प्रयोग खाना बनाने तथा प्रकाश पैदा करने में किया जाता है। बॉयोगैस संयंत्र चित्र 8.8 में दिखाया गया है। भारत में बॉयोगैस उत्पादन की प्रौद्योगिकी का विकास मुख्यतः भारतीय कृषि अनुसंधान संस्थान तथा खादी एवं ग्रामीण उद्योग आयोग के प्रयासों के परिणामस्वरूप हुआ। यदि आपका विद्यालय किसी गाँव अथवा गाँव के आस-पास स्थित है तो इसका पता लगाकर बॉयोगैस संयंत्र (प्लांट) को देखने जाएँ और जो लोग इसके प्रबंधन में जुड़े हैं; उन लोगों से मिलें आपको बहुत कुछ सीखने को मिलेगा।
चित्र 8.8 संयंत्र का एक प्रारूप बायोगैस
8.5 जैव नियंत्रण कारक के रूप में सूक्ष्मजीव
पादप रोगों तथा पीड़कों के नियंत्रण के लिए जैव वैज्ञानिक विधि का प्रयोग ही जैव नियंत्रण है। आधुनिक समाज में यह समस्याएँ रसायनों, कीटनाशियों तथा पीड़कनाशियों के बढ़ते हुए प्रयोगों की सहायता से नियंत्रित की जाती हैं। ये रसायन मनुष्यों तथा जीव जंतुओं के लिए अत्यंत ही विषैले तथा हानिकारक हैं। ये पर्यावरण (मृदा, भूमिगत जल) को प्रदूषित करते तथा फलों, साग-सब्जियों और फसलों पर भी हानिकारक प्रभाव डालते हैं। खरपतवार नाशियों का प्रयोग खरपतवार को हटाने में किया जाता है। यह भी हमारी मृदा को प्रदूषित करते हैं।
पीड़क तथा रोगों का जैव नियंत्रण- कृषि में, पीड़कों के नियंत्रण की यह विधि रसायनों के प्रयोग की तुलना में प्राकृतिक परभक्षण पर अधिक निर्भर करती है। आर्गेनिक फॉर्मर (कृषक) के अनुसार जैव विविधता ही स्वास्थ्य की कुंजी है। भूदृश्य पर जितनी अधिक किस्में होंगी, वह उतनी ही अधिक स्थायित्व प्रदान करती हैं अतः आर्गेनिक फॉर्मर (कृषक) एक तंत्र को विकसित करने के लिए कार्य करते हैं, जिसमें कीट, इन्हें पीड़क भी कहते हैं, उन्मीलित न हो, वे इसके बजाय उन्हें नियंत्रणीय स्तर पर एक जीवित तथा कंपायमान पारिस्थितिक तंत्र के भीतर संतुलन तथा जाँच के जटिल तंत्र का निर्माण करते हैं। अधिक परंपरागत ‘फार्मिंग प्रैक्टिस’ के विपरीत बहुधा लाभप्रद तथा हानिप्रद बागवानी जीवों को रसायन प्रयोग द्वारा मार दिया जाता है। जैव नियंत्रण एक प्रकार का समग्रतात्मक दृष्टिकोण है, जिससे करोड़ों जीवों के मध्य पारस्परिक क्रियाओं के जाल की व्याख्या का विकास होता है। खेत प्राणिजात (फौना) तथा पेड़-पौधों (फ्लोरा) का निर्माण करते हैं। आर्गेनिक फॉर्मर (कृषक)में बहुधा एक दृष्टिकोण विकसित हो जाता है; उदाहरणार्थ जीवों का उन्मूलन, जिन्हें बहुधा पीड़क कहा गया है, उनका उन्मूलन केवल असंभव ही नहीं; बल्कि अवांछनीय भी है। इनके बिना लाभप्रद परभक्षी तथा परजीवी कीट जीवित नहीं रह पायेंगे जो पीड़कों पर अपने पोषण अथवा भोजन के लिए आश्रित है। इस प्रकार जैवनियंत्रण विधि से विषाक्त रसायन तथा पीड़कनाशियों पर हमारी जो आश्रिता है, वह काफी हद तक घट जायेगी। जीवविज्ञानी फॉर्मिंग के उपगमन (प्रस्ताव) का महत्त्वपूर्ण भाग विभिन्न जीवन के रूपों से परिचित होता है। उदाहरणार्थ खेतों को परभक्षी तथा पीड़कों द्वारा उनके जीवन चक्र, आहार ग्रहण करने की विधि तथा वासस्थल के रूप में पसंद किया है। यह सब मिलकर जैव नियंत्रण के उचित साधनों को विकसित करने में सहायक होते हैं।
जाना पहचाना भृंग (बीटल) जिन पर लाल तथा काली धारियाँ पाई जाती हैं तथा व्याध पतंग (ड्रैगनफ्लाई) क्रमशः ऐफिडों तथा मच्छरों से छुटकारा दिलवाने में अत्यंत ही लाभप्रद हैं। परंतु जहाँ तक सूक्ष्मजीवी जैव नियंत्रण कारकों का प्रश्न है, वहाँ बैक्टीरिया वैसीलस थूरिजिऐंसिस (बहुधा $\mathrm{Bt}$ लिखा जाता है) का प्रयोग बटरफ्लाई केटरपिलर नियंत्रण में किया जाता है। शुष्क बीजाणु (स्पोर्स) सुगंधीय थैली के रूप में उपलब्ध रहते हैं, जिन्हें पानी में मिला दिया जाता है और इस मिश्रण को दोषपूर्ण पादपों जैसे सरसों समूह (ब्रैसिका) तथा फल वृक्षों जिनकी पत्तियाँ, कीट लार्वा द्वारा खा ली गई है, पर छिड़काव किया जाता है। लार्वा की पाचननली में टॉक्सिन निकलता है और लार्वा की मृत्यु हो जाती है। जीवाणुवीय रोग केटरपिलर को मार देता है, परंतु अन्य कीटों को हानि नहीं पहुँचाता। लगभग पिछले दशक में आनुवंशिक अभियांत्रिकी की विधियों के विकास से वैज्ञानिक वैसीलस थूरिनजिऐंसिस टॉक्सिन जीन को पादपों में पहुँचा सके हैं। ऐसे पादप पीड़क द्वारा किए गए आक्रमण के प्रति प्रतिरोधी हैं। $\mathbf{B t}$-कॉटन इसका एक उदाहरण है, जिसे हमारे देश के कुछ राज्यों में उत्पन्न किया जाता है। इसके बारे में आपको अधिक जानकारी अध्याय 10 में मिलेगी।
जैव वैज्ञानिक नियंत्रण के तहत कवक ट्राइकोडर्मा का उपयोग पादप रोगों के उपचार में किया जाता है। ट्राइकोडर्मा प्रजाति एक मुक्त जीवित कवक है, जो मूल-पारिस्थितिक तंत्र में सामान्य रूप से पाया जाता है। यह बहुत से पादप रोगजनकों के प्रभावशील जैव नियंत्रण कारक हैं।
बैक्यूलोवायरेसिस ऐसे रोगजनक हैं जो कीटों तथा संधिपादों (ऑर्थोपोडों) पर हमला करते हैं। अधिकांश बैक्यूलोवायरेसिस जो जैव वैज्ञानिक नियंत्रण कारकों की तरह से किए जाते हैं। वे न्यूक्लिओपॉलीहीड्रोसिसवायरस जींस के अंतर्गत आते हैं। यह विषाणु प्रजाति-विशेष, संकरे स्पैक्ट्रम कीटनाशीय उपचारों के लिए अति उत्तम माने गए हैं। ऐसा प्रदर्शित किया जा चुका है कि इनका पादपों, स्तनधारियों, पक्षियों, मछलियों अथवा यहाँ तक कि लक्ष्यविहीन कीट पर किसी भी प्रकार का हानिकारक प्रभाव नहीं पड़ता। यह विशेषकर तभी वांछनीय है, जब लाभप्रद कीटों का संरक्षण किया जाए। ताकि समाकलित पीड़क प्रबंधन कार्यक्रम की सहायता हो सके अथवा जब संपूर्ण पारिस्थितिक सुग्राही क्षेत्र का उपचार हो।
8.6 जैव उर्वरक के रूप में सूक्ष्मजीव
आज के तौर तरीकों के साथ यदि जीवन को देखें तो पता चलता है कि पर्यावरण प्रदूषण चिंता का एक मुख्य कारण है। कृषि उत्पादों की बढ़ती माँगों को पूरा करने के लिए रसायन उर्वरकों का प्रयोग इस प्रदूषण के लिए महत्त्वपूर्ण है। हालाँकि, हम समझने लगे हैं कि रसायन उर्वरकों के अधिकाधिक प्रयोग से कई समस्याएँ जुड़ी हुई हैं? इसके परिणामस्वरूप कार्बनिक-खेती करने पर तथा जैव उर्ररकों के प्रयोग पर दबाव बढ़ता जा रहा है। जैव उर्वरक एक प्रकार के जीव हैं; जो मृदा की पोषक गुणवत्ता को बढ़ाते हैं। जैव उर्वरकों का मुख्य स्रोत जीवाणु, कवक तथा सायनोबैक्टीरिया होते हैं। लैग्यूमिनस पादपों की जड़ों पर स्थित ग्रंथियों के बारे में आपने अध्ययन किया होगा। इन ग्रंथियों का निर्माण राइजोबियम के सहजीवी संबंध द्वारा होता है। यह जीवाणु वायुमंडलीय नाइट्रोजन को स्थिरीकृत कर कार्बनिक रूप में परिवर्तित कर देते हैं। पादप इसका प्रयोग पोषकों के रूप में करते हैं। अन्य जीवाणु (उदाहरण ऐज़ोस्पाइरिलम तथा ऐजोबैक्टर) मृदा में मुक्तावस्था में रहते हैं। यह भी वायुमंडलीय नाइट्रोजन को स्थिर कर सकते हैं। इस प्रकार मृदा में नाइट्रोजन अवयव बढ़ जाते हैं।
कवक पादपों के साथ सहजीवी संबंध (माइकोराइजा) स्थापित करते हैं। ग्लोमस जीनस के बहुत से सदस्य माइकोराइजा बनाते हैं। इस संयोजन में कवकीय सहजीवी मृदा से फास्फोरस का अवशोषण कर उसे पादपों में भेज देते हैं। ऐसे संबंधों से युक्त पादप कई अन्य लाभ जैसे मूलवातोढ़ रोगजनक के प्रति प्रतिरोधकता, लवणता तथा सूखे के प्रति सहनशीलता तथा कुलवृद्धि तथा विकास प्रदर्शित करते हैं। क्या आप बता सकते हैं कि इस संयोजन से कवक क्या लाभ प्राप्त करते हैं?
सायनोबैक्टीरिया स्वपोषित सूक्ष्मजीव हैं जो जलीय तथा स्थलीय वायुमंडल में विस्तृत रूप से पाए जाते हैं। इनमें बहुत से वायुमंडलीय नाइट्रोजन को स्थिरीकृत कर सकते हैंजैसे- ऐनाबीना, नॉसटॉक, ऑसिलेटोरिया आदि। धान के खेत में सायनोबैक्टीरिया महत्त्वपूर्ण जैव उर्वरक की भूमिका निभाते हैं। नील हरित शैवाल भी मृदा में कार्बनिक पदार्थ बढ़ा देते हैं; जिससे उसकी उर्वरता बढ़ जाती है। हाल ही में, हमारे देश में जैव उर्वरकों की एक बड़ी संख्या बड़े पैमाने पर बाजार में उपलब्ध है। किसान अपने खेतों में लगातार इनका प्रयोग कर रहे हैं। इससे मृदा पोषक की भरपाई तथा रसायन उर्वरकों पर आश्रिता भी कम हो रही है।
सारांश
सूक्ष्मजीव पृथ्वी पर उपस्थित जीवन के बहुत ही महत्त्वपूर्ण घटक हैं। सभी सूक्ष्मजीव रोगजनकीय नहीं होते हैं। बहुत से सूक्ष्मजीव मनुष्यों के लिए अत्यंत ही लाभप्रद होते हैं। हम प्रतिदिन सूक्ष्मजीवों तथा सूक्ष्मजीवीय व्युत्पन्न उत्पादों का प्रयोग करते हैं। जीवाणु (बैक्टीरिया) जो लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया (एलएबी) दूध में वृद्धि करते हैं जिससे वह दही में बदल जाता है। गीला गुँथा आटा, जिसका प्रयोग ब्रैड बनाने में किया जाता है, का किण्वन सेकेरोमाइसीज सेरीविसी नामक यीस्ट से किया जाता है। कुछ पकवान जैसे इडली तथा डोसा ऐसे गीले आटे से बनाए जाते हैं; जिन्हें सूक्ष्मजीवियों द्वारा किण्वित किया गया होता है। जीवाणु तथा कवकों का प्रयोग ‘चीज’ (पनीर) को एक विशेष बनावट, स्वाद तथा सुंगध देने के लिए किया जाता है। सूक्ष्मजीवों का प्रयोग औद्योगिक उत्पाद जैसे लैक्टिक एसिड, एसिटिक एसिड तथा ऐल्कोहल उत्पन्न करने में किया जाता है, जिनका प्रयोग उद्योग में अलग-अलग संसाधनों में किया जाता है। प्रतिजैविक (ऐंटीबायटिक) जैसे पैनीसिलिन का उत्पादन लाभप्रद सूक्ष्मजीवों द्वारा किया जाता है। यह प्रतिजैविक हानिकारक रोगों को उत्पन्न करके सूक्ष्मजीवों को मारने के काम आते हैं। प्रतिजैविक संक्रमित रोग जैसे डिप्थीरिया, काली खाँसी, तथा निमोनिया की रोकथाम में महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सौ वर्षों से अधिक के समय से सूक्ष्मजीवों का प्रयोग वाहितमल (व्यर्थ जल) का उपचार सक्रियीत आपंक (अवमल) निर्माण की प्रक्रिया द्वारा किया जाता है। इससे प्रकृति में जल के पुनःचक्रण में भी सहायता मिलती है। मीथैनोजेन संयंत्र अपशिष्ट के अवकर्षण के दौरान मीथेन (बायोगैस) उत्पन्न करते हैं। ग्रामीण क्षेत्रों में सूक्ष्मजीव द्वारा उत्पन्न बायोगैस का उपयोग ऊर्जा के रूप में किया जाता है। सूक्ष्मजीवों का प्रयोग जैवनियंत्रण विधि द्वारा हानिप्रद पीड़कों को मारने के लिए भी किया जाता है। जैवनियंत्रण मापन से विषैले पीड़कनाशियों के प्रयोग में भारी कमी आई है। जिनका उपयोग पीड़क नियंत्रण में किया जाता है। आज समय की माँग है कि रासायनिक उवर्रकों के स्थान पर जैव उर्रककों का प्रयोग किया जाय। इनके विविध उपयोगों से स्पष्ट हो चुका है कि जिनका प्रयोग मनुष्य कर रहा है, मानव समाज के कल्याण में इन सूक्ष्मजीवियों की भूमिका महत्त्वपूर्ण हैं।
अभ्यास
1. जीवाणुओं को नग्न नेत्रों द्वारा नहीं देखा जा सकता, परंतु सूक्ष्मदर्शी की सहायता से देखा जा सकता है। यदि आपको अपने घर से अपनी जीव विज्ञान प्रयोगशाला तक एक नमूना ले जाना हो और सूक्ष्मदर्शी की सहायता से इस नमूने से सूक्ष्मजीवों की उपस्थिति को प्रदर्शित करना हो, तो किस प्रकार का नमूना आप अपने साथ ले जायेंगे और क्यों?
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2. उपापचय के दौरान सूक्ष्मजीव गैसों का निष्कासन करते हैं; उदाहरण द्वारा सिद्ध करें।
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3. किस भोजन (आहार) में लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया मिलते हैं? इनके कुछ लाभप्रद उपयोगों का वर्णन करें।
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4. कुछ पारंपरिक भारतीय आहार जो गेहूँ, चावल तथा चना (अथवा उनके उत्पाद) से बनते हैं और उनमें सूक्ष्मजीवों का प्रयोग शामिल हो, उनके नाम बताएँ।
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5. हानिप्रद जीवाणु द्वारा उत्पन्न करने वाले रोगों के नियंत्रण में किस प्रकार सूक्ष्मजीव महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं?
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6. किन्हीं दो कवक प्रजातियों के नाम लिखें, जिनका प्रयोग प्रतिजैविकों (ऐंटीबॉयोटिकों) के उत्पादन में किया जाता है।
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7. वाहितमल से आप क्या समझते हैं, वाहितमल हमारे लिए किस प्रकार से हानिप्रद हैं?
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8. प्राथमिक तथा द्वितीयक वाहितमल उपचार के बीच पाए जाने वाले मुख्य अंतर कौन से हैं?
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9. सूक्ष्मजीवों का प्रयोग ऊर्जा के स्रोतों के रूप में भी किया जा सकता है। यदि हाँ; तो किस प्रकार से इस पर विचार करें?
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10. सूक्ष्मजीवों का प्रयोग रसायन उवर्रकों तथा पीड़कनाशियों के प्रयोग को कम करने के किए भी किया जा सकता है। यह किस प्रकार संपन्न होगा? व्याख्या कीजिए।
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11. जल के तीन नमूने लो एक- नदी का जल, दूसरा अनुपचारित वाहितमल जल तथा तीसरावाहितमल उपचार संयत्र से निकला द्वितीयक बहि:स्राव; इन तीनों नमूनों पर ‘अ’ ‘ब’ ‘स’ के लेबल लगाओ। इस बारे में प्रयोगशाला कर्मचारी को पता नहीं है कि कौन सा क्या है? इन तीनों नमूनों ‘अ’ ‘ब’ ‘स’ का बीओड का रिकार्ड किया गया जो क्रमश: $20 \mathrm{mg} /$ $\mathrm{L}, 8 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ तथा $400 \mathrm{mg} / \mathrm{L}$ निकाला। इन नमूनों में कौन सा सबसे अधिक प्रदूषित नमूना है? इस तथ्य को सामने रखते हुए कि नदी का जल अपेक्षाकृत अधिक स्वच्छ है। क्या आप सही लेबल का प्रयोग कर सकते हैं?
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12. उस सूक्ष्मजीवी का नाम बताओ जिससे साइक्लोस्पोरिन-ए (प्रतिरक्षा निषेधात्मक औषधि) तथा स्टैटिन (रक्त कोलिस्ट्रॉल लघुकरण कारक) को प्राप्त किया जाता है।
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13. निम्नलिखित में सूक्ष्मजीवियों की भूमिका का पता लगाओ तथा अपने अध्यापक से इनके विषय में विचार-विमर्श करें। (क) एकल कोशिका प्रोटीन (एससीपी) (ख) मृदा
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14. निम्नलिखित को घटते क्रम में मानव समाज कल्याण के प्रति उनके महत्त्व के अनुसार संयोजित करें; महत्त्वपूर्ण पदार्थ को पहले रखते हुए कारणों सहित अपना उत्तर लिखें। बायोगैस, सिट्रिक एसिड, पैनीसिलिन तथा दही
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15. जैव उवर्रक किस प्रकार से मृदा की उवर्रता को बढ़ाते हैं?
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