```[अंतर्दृष्टि] सक्रिय कीचड़ में स्वपोषी सूक्ष्मजीव```

एक वाहित मल उपचार संयंत्र के वातन टैंक में एक हलचल भरा "सूक्ष्म खाद्य शहर" स्थित है। यहाँ, कोई मिशेलिन-तारांकित शेफ नहीं हैं, कोई खाद्य वितरण कूरियर नहीं हैं, और यहाँ तक कि तैयार "डिब्बे वाले भोजन" भी दुर्लभ हैं। सक्रिय कीचड़ में मौजूद स्वपोषी सूक्ष्मजीव इस पाक केंद्र के सबसे अपरंपरागत "भोजन करने वाले" हैं—जबकि अन्य अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक मलबे के लिए उत्सुकता से प्रतिस्पर्धा करते हैं, वे हठपूर्वक अपने स्वयं के प्रयासों पर निर्भर रहते हैं, "हवा और पत्थर" से ऊर्जा निकालते हैं, और चतुराई से अकार्बनिक पदार्थों को "चीनी और पश्चिमी व्यंजनों के दावत" में बदल देते हैं। आज, हम उजागर करेंगे कि ये "आत्मनिर्भर भोजन करने वाले राजा" अपशिष्ट जल में "कठिन समय" को "अमीर दूसरी पीढ़ी" के जीवन में कैसे बदलते हैं।

मैं आपको थोड़ी पृष्ठभूमि देकर शुरुआत करता हूँ: सक्रिय कीचड़, सरल शब्दों में, अरबों सूक्ष्मजीवों से बनी एक "पर्यावरण-अनुकूल टीम" है। उनका अंतिम मिशन प्रदूषकों को तोड़कर अपशिष्ट जल को शुद्ध करना है। यह टीम दो प्रमुख गुटों में विभाजित है: विषमपोषी सूक्ष्मजीव "लालची खाने वाले" हैं, जो अपशिष्ट जल में आसानी से उपलब्ध कार्बनिक पदार्थों (जैसे स्टार्च, प्रोटीन और वसा) पर दावत करने में विशेषज्ञता रखते हैं—वे बड़ी भूख से दावत करते हैं। इस बीच, स्वपोषी सूक्ष्मजीव "कठोर कारीगर" हैं, जो स्वाभाविक रूप से एक "रसोईघर बफ़" से लैस हैं, और बस उन "बचे हुए स्क्रैप" को नापसंद करते हैं। वे दूसरों के बचे हुए भोजन पर निर्भर रहने से इनकार करते हैं और कच्चे माल को स्वयं प्राप्त करने पर जोर देते हैं, जो खरोंच से "कार्बनिक दावतें" बनाते हैं। क्या आपको लगता है कि वे अभिमानी हैं? नहीं, उन्होंने "भोजन के लिए प्रतिस्पर्धा करने की आवश्यकता नहीं" की महाशक्ति विकसित की है। अपशिष्ट जल के "संसाधन प्रतिस्पर्धा" वातावरण में, उन्होंने खुद को खिलाने के लिए "आत्मनिर्भरता" का मार्ग प्रशस्त किया है।

जब स्व-स्थायी सूक्ष्मजीवों के बीच "शीर्ष-स्तरीय खाद्य पदार्थों" की बात आती है, तो नाइट्राइट बैक्टीरिया परिवार निस्संदेह ताज लेता है—ये छोटे लोग "कीचड़ के रासायनिक शेफ" हैं, जो खाना पकाने के लिए "अकार्बनिक ऑक्सीकरण" की कला में उत्कृष्ट हैं। आप सोच सकते हैं: अकार्बनिक पदार्थ? क्या इसमें पत्थर, अमोनिया और सल्फाइड जैसे "कठोर" पदार्थ शामिल नहीं हैं? जो हमें बेस्वाद लगता है, वह वास्तव में नाइट्राइट बैक्टीरिया की नजर में सबसे स्वादिष्ट कच्चा माल है—यहां तक कि "बुद्ध दीवार पर कूदता है" से भी अधिक लुभावना।

नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के परिवार में, दो मुख्य "शेफ" हैं: अमोनिया-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया और नाइट्राइट-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया। वे "सही जोड़ी" हैं, स्पष्ट रूप से परिभाषित भूमिकाओं के साथ काम करते हैं, जैसे किसी रेस्तरां में ऐपेटाइज़र और मुख्य-कोर्स शेफ। सबसे पहले अमोनिया-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया दिखाई देते हैं, जिनका "हस्ताक्षर कौशल" अपशिष्ट जल में अमोनिया नाइट्रोजन (NH3) को "एपेटाइज़र" के रूप में मानना है। इस अमोनिया नाइट्रोजन को कम मत समझो—यह अपशिष्ट जल में अत्यधिक केंद्रित नहीं है, लेकिन इसमें एक तीखी "शौचालय की गंध" होती है। विषमपोषी बैक्टीरिया इससे बचने की कोशिश करते हैं, फिर भी अमोनिया-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया इसे एक खजाने के रूप में मानते हैं। अपने शरीर के अंदर मौजूद "ऑक्सीडेज टूल्स" का उपयोग करते हुए, यह धीरे-धीरे अमोनिया नाइट्रोजन को "तोड़ता और ऑक्सीकृत करता" है। यह प्रक्रिया लाइटर से प्राकृतिक गैस जलाने के समान है—हालांकि कोई खुली लौ नहीं है, यह निरंतर ऊर्जा छोड़ता है, जो उनके "खाना पकाने के ईंधन" के रूप में काम करता है।

लेकिन अमोनिया-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया का "पाक कौशल" ऐपेटाइज़र चरण पर रुक जाता है। अमोनिया नाइट्रोजन को नाइट्राइट (NO2-) में ऑक्सीकृत करने के बाद, वे अपनी भूख और प्यास बुझाते हैं, फिर नाइट्राइट के अपने "अच्छे भाई" नाइट्राइट-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया को नाइट्राइट का बचा हुआ "अर्ध-तैयार उत्पाद" सौंप देते हैं। यह "मुख्य व्यंजन मास्टर" और भी अधिक दुर्जेय है, क्योंकि यह नाइट्राइट को नाइट्रेट (NO3-) में और ऑक्सीकृत कर सकता है, जिससे ऊर्जा की एक और लहर निकलती है। क्या आपको लगता है कि वे केवल अपने लाभ के लिए इतनी परेशानी उठाते हैं? नहीं, इन अकार्बनिक यौगिकों को ऑक्सीकृत करते समय, वे गुप्त रूप से "एक साइड बिजनेस में लगे हुए हैं"—हवा से कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को "आटा" के रूप में उपयोग करते हैं, और अपशिष्ट जल से पानी (H2O) और अकार्बनिक लवण (जैसे पोटेशियम, फास्फोरस और लोहा) को "मसालों" के रूप में इकट्ठा करते हैं, ग्लूकोज और प्रोटीन को अपने शरीर के अंदर "कार्बनिक व्यंजनों" में संश्लेषित करते हैं। यह ऑपरेशन इस बात के बराबर है कि जबकि अन्य मंटौ के लिए संघर्ष कर रहे हैं, उन्होंने पहले ही गेहूं उगा लिया है, आटा पीस लिया है, और भाप से बने बन बना लिए हैं, जो सूक्ष्मजीव जगत में "आत्मनिर्भरता की छत" प्राप्त कर रहे हैं।

और भी प्रभावशाली तथ्य यह है कि नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया, ये "मास्टर शेफ", विशेष रूप से "कठोर" हैं। हालाँकि उनकी "खाना पकाने की दक्षता" विशेष रूप से उच्च नहीं है—1 ग्राम कार्बनिक पदार्थ को संश्लेषित करने के लिए दर्जनों या यहाँ तक कि सैकड़ों ग्राम अमोनिया नाइट्रोजन को ऑक्सीकरण करने की आवश्यकता हो सकती है—वे अपनी "बेचैनी और गैर-प्रतिस्पर्धी" प्रकृति पर पनपते हैं। सक्रिय कीचड़ में, जब विषमपोषी बैक्टीरिया अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को लगभग समाप्त कर चुके होते हैं, तो वे भूखे हो जाते हैं और यहाँ तक कि "भोजन के लिए प्रतिस्पर्धा" करने का सहारा लेते हैं। इस बीच, नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया धीरे-धीरे "परिणामों को पूर्ण करने के लिए धीमा काम" कर सकते हैं, अपशिष्ट जल में मौजूद अवशिष्ट अमोनिया नाइट्रोजन और हवा से कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके अकार्बनिक पदार्थों को अपने पोषण में बदल सकते हैं।

यह ऐसा है जैसे किसी खाद्य उत्सव के बाद, जबकि बाकी सभी जमीन से स्नैक के टुकड़े उठाते हैं, वे इसके बजाय साइट पर "हवा और पत्थरों" को दावत में संसाधित करने के लिए अपने स्वयं के उपकरण निकालते हैं। ऐसी उत्तरजीविता बुद्धि वास्तव में प्रशंसनीय है।

नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के "रासायनिक खाना पकाने के स्कूल" के अलावा, सक्रिय कीचड़ में स्वपोषी "खाद्य पदार्थों" का एक और समूह है—प्रकाश संश्लेषक स्वपोषी सूक्ष्मजीव, जैसे साइनोबैक्टीरिया और बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया, जिन्हें "सूर्य के प्रकाश शेफ" कहा जा सकता है। हालाँकि, अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में उनकी भूमिका नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की तुलना में कम प्रमुख है, क्योंकि वातन टैंक में प्रकाश प्रचुर मात्रा में नहीं है, और वातन प्रणाली से लगातार हलचल शांत धूप स्नान का आनंद लेना मुश्किल बना देती है। फिर भी, इन चुनौतियों के बावजूद, वे "सकारात्मक मानसिकता और कुशल हाथों" से उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं। यहां तक कि न्यूनतम प्रकाश के साथ, अपशिष्ट जल में हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) और फेरस आयनों (Fe²⁺) जैसे "विशेष अवयवों" के साथ मिलकर, वे "प्रकाश संश्लेषण 2.0 मोड" को सक्रिय कर सकते हैं। जबकि साधारण पौधे प्रकाश ऊर्जा के साथ कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उपयोग करके कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करते हैं, इस प्रक्रिया में ऑक्सीजन छोड़ते हैं, ये प्रकाश संश्लेषक स्वपोषी सूक्ष्मजीव अधिक व्यावहारिक हैं। वे पानी को हाइड्रोजन सल्फाइड से बदल सकते हैं, प्रकाश का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड को कार्बनिक पदार्थों में बदलने के लिए कर सकते हैं, और साथ ही हाइड्रोजन सल्फाइड से सल्फर निकाल सकते हैं, इसे अपने शरीर के अंदर मौलिक सल्फर कणों के रूप में संग्रहीत कर सकते हैं। यह खाना पकाने के साथ-साथ "भंडारण" करने जैसा है।

आप इस दृश्य की कल्पना कर सकते हैं: वातन टैंक के कोने में, प्रकाश की एक धुंधली किरण चमकती है, और नीले बैक्टीरिया तुरंत "ऊर्जावान" हो जाते हैं, अपने "प्रकाश संश्लेषक पंखों" (प्रकाश संश्लेषक परतों) को एक के बाद एक फैलाते हैं, जैसे "छोटे शेफ" का एक समूह सौर पैनल पकड़े हुए, धूप सेंकते और चार्ज करते हैं, जबकि सीवेज में मौजूद तीखे हाइड्रोजन सल्फाइड को "सोया सॉस" और कार्बन डाइऑक्साइड को "चावल" मानते हैं। एक भयंकर ऑपरेशन के साथ, वे एक स्वादिष्ट "कार्बनिक भोजन" बनाते हैं और गंधयुक्त प्रदूषक हाइड्रोजन सल्फाइड का भी इलाज करते हैं - खाने की समस्या का समाधान करते हैं और पर्यावरणीय KPI प्राप्त करते हैं, जो बस "सूखे चावल के काम में कोई देरी नहीं" का एक मॉडल है।

हालांकि, इस बारे में बात करते हुए, हालांकि ये स्वपोषी सूक्ष्मजीव "अत्यधिक कुशल" हैं, वे "अलौकिक" नहीं हैं। जब वे "कार्बनिक भोजन" बनाते हैं, तो उन्हें कुछ "ट्रेस एलिमेंट सीज़निंग" की भी आवश्यकता होती है - जैसे लोहा, मैंगनीज और जस्ता जैसे खनिज जो सीवेज से अवशोषित होते हैं, जो हमारे द्वारा खाना पकाने के लिए उपयोग किए जाने वाले नमक और एमएसजी के बराबर होते हैं। उनके बिना, उनके द्वारा बनाया गया "भोजन" बेस्वाद होगा, और सूक्ष्मजीव अपने आप नहीं बढ़ेंगे। और उनकी "खाना पकाने की लय" विशेष रूप से धीमी है। विषमपोषी बैक्टीरिया को भोजन खाने में केवल कुछ घंटे लग सकते हैं, जबकि नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया को अपने शरीर को "खाने और पीने के लिए पर्याप्त" होने में कई दिन या यहाँ तक कि सप्ताह भी लग सकते हैं। इसलिए सक्रिय कीचड़ में, हालांकि उन्हें भोजन के लिए प्रतिस्पर्धा नहीं करनी पड़ती है, फिर भी उन्हें कम-कुंजी तरीके से विकसित होने की आवश्यकता होती है ताकि विषमपोषी बैक्टीरिया द्वारा "दुर्घटना से नुकसान" से बचा जा सके (आखिरकार, विषमपोषी बैक्टीरिया प्रचुर मात्रा में होते हैं और तेजी से प्रजनन करते हैं, कभी-कभी उनके रहने की जगह पर कब्जा कर लेते हैं)।

लेकिन इन 'धीमी गति से खाना पकाने वालों' को कम मत समझो, वे सीवेज उपचार संयंत्रों के 'अदृश्य नायक' हैं। इसके बारे में सोचें, सीवेज में अमोनिया नाइट्रोजन एक बड़ी समस्या है। यदि इसका इलाज नहीं किया जाता है, तो इसे नदी में छोड़ने पर पानी के शरीर का सुपोषण हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में शैवाल खिलते हैं और लाल ज्वार आते हैं जो मछली और झींगे को जहर दे सकते हैं। और नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया जैसे "रासायनिक शेफ" का समूह धीरे-धीरे अमोनिया नाइट्रोजन को नाइट्रेट में बदल सकता है, जिसे बाद में विनाइट्रीकरण बैक्टीरिया द्वारा नाइट्रोजन में बदल दिया जाता है और हवा में छोड़ दिया जाता है, प्रभावी रूप से सीवेज में मौजूद "विषैले कचरे" को "हानिरहित गैस" में बदल देता है। यदि वे नहीं होते, तो सीवेज उपचार संयंत्र "विनाइट्रीकरण" कार्य को पूरा करने में सक्षम नहीं होता, और हमारे नदी का पानी लंबे समय से "हरी सूप" में बदल सकता था।

और भी दिलचस्प बात यह है कि ये स्वपोषी सूक्ष्मजीव विशेष रूप से 'एकजुट' हैं। नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के दो "मास्टर" - अमोनिया ऑक्सीकरण बैक्टीरिया और नाइट्राइट ऑक्सीकरण बैक्टीरिया - कभी भी "अकेले नहीं लड़ते", वे हमेशा एक "नाइट्रिफाइंग बैक्टीरियल समुदाय" बनाने के लिए एक साथ आते हैं। अमोनिया ऑक्सीकरण बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित नाइट्राइट नाइट्राइट ऑक्सीकरण बैक्टीरिया के लिए "भोजन" होता है; और नाइट्राइट ऑक्सीकरण बैक्टीरिया नाइट्राइट खाते हैं, जो पर्यावरण में नाइट्राइट के संचय को रोक सकता है, और बदले में अमोनिया ऑक्सीकरण बैक्टीरिया की रक्षा करता है (नाइट्राइट की उच्च सांद्रता अमोनिया ऑक्सीकरण बैक्टीरिया के लिए जहरीली होती है)। "आप खाना बनाते हैं, मैं बर्तन धोता हूँ, आप उत्पादन करते हैं, मैं उपभोग करता हूँ" की यह मौन समझ सूक्ष्मजीव समुदाय में बस एक "मॉडल युगल" है। इसमें कोई आश्चर्य नहीं कि वे सीवेज में खुद को दृढ़ता से स्थापित कर सकते हैं और सूखे खाद्य उद्योग में "सदाबहार पेड़" बन सकते हैं।

कभी-कभी मैं इन सूक्ष्म दुनिया के 'चावल खाने वालों' की वास्तव में प्रशंसा करता हूँ: उनकी आँखें नहीं हैं, मुँह नहीं है, और यहाँ तक कि दिमाग भी नहीं है, लेकिन वे सटीक रूप से उन 'कच्चे माल' को पा सकते हैं जिनकी उन्हें आवश्यकता है, अकार्बनिक पदार्थों को कार्बनिक पदार्थों में बदलने के लिए सबसे आदिम रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करते हैं, और सीवेज को साफ और सूखे पानी में बदल देते हैं। वे विषमपोषी बैक्टीरिया की तरह जो कुछ भी देखते हैं, उसे नहीं खाते हैं, लेकिन "इसे स्वयं करने और अच्छी तरह से खिलाए जाने" पर जोर देते हैं। जबकि अन्य भोजन के लिए प्रतिस्पर्धा कर रहे हैं, वे चुपचाप अपने "खाना पकाने के कौशल" को विकसित करते हैं और अंततः सक्रिय कीचड़ के "सूक्ष्म खाद्य शहर" में एक अपरिहार्य स्थान पर कब्जा कर लेते हैं।

वास्तव में, इसके बारे में सोचते हुए, इन स्वपोषी सूक्ष्मजीवों का "सूखे खाद्य दर्शन" सीखने लायक है: वे बाहरी "तैयार संसाधनों" पर निर्भर नहीं हैं, बल्कि अपने स्वयं के "मुख्य कौशल" विकसित करते हैं, अपनी क्षमताओं के माध्यम से मूल्य बनाते हैं, न केवल अपनी "खाद्य समस्याओं" का समाधान करते हैं, बल्कि पूरे पारिस्थितिकी तंत्र (सीवेज उपचार संयंत्रों) में भी योगदान करते हैं। वे सीवेज में चुपचाप काम करने वाले शिल्पकारों के एक समूह की तरह हैं, भव्यता की तलाश नहीं करते, बल्कि आत्मनिर्भरता, दृढ़ता और विश्वसनीयता की तलाश करते हैं।

इसलिए अगली बार जब आप सीवेज उपचार संयंत्र से गुजरें और हल्की "कीटाणुनाशक गंध" महसूस करें, तो आप वातन टैंक में मौजूद उन स्वपोषी सूक्ष्मजीवों के बारे में सोच सकते हैं - वे अमोनिया नाइट्रोजन को ऑक्सीकरण करने, कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करने के लिए धूप सेंकने, या एक बड़ा भोजन बनाने के लिए अपने साथियों के साथ "सहयोग" करने में व्यस्त हो सकते हैं। ये अगोचर 'माइक्रो राइस कुक' अपने अनूठे तरीके से सीवेज में आत्मनिर्भरता की किंवदंती लिख रहे हैं, और हमारे जल पर्यावरण की रक्षा के लिए अपने 'खाना पकाने के कौशल' का भी उपयोग कर रहे हैं। इन सक्रिय कीचड़ में "स्व-स्थायी सूखे चावल के राजा" को सलाम, आखिरकार, वे "हवा और पत्थरों" को दावत में बदल सकते हैं। पूरे सूक्ष्मजीव समुदाय को देखते हुए, वे ही हैं जो ऐसा कर सकते हैं!