Microbes in Human Welfareमानव कल्याण में सूक्ष्मजीवMicrobes in Human Welfare

• Biofertilisers are organisms that enrich the nutrient quality of the soil. Main sources: bacteria, fungi and cyanobacteria.
• Rhizobium (symbiotic bacterium) lives in root nodules of leguminous plants (pea, gram, beans) and fixes atmospheric nitrogen into organic forms that the plant uses as nutrient. That is why legumes increase soil fertility; farmers grow them in crop rotation.
• Free-living soil bacteria Azospirillum and Azotobacter also fix atmospheric nitrogen and enrich nitrogen content of soil.
• Mycorrhiza = symbiotic association of fungi (many members of genus Glomus) with plant roots. The fungus absorbs phosphorus from soil and passes it to the plant; such plants also resist root-borne pathogens, tolerate salinity and drought, and show better growth.
• Cyanobacteria (blue-green algae) are autotrophic and many fix atmospheric nitrogen: Anabaena, Nostoc, Oscillatoria. They are important biofertilisers in paddy (rice) fields and also add organic matter to soil.
• Advantages over chemical fertilisers: cheap, eco-friendly, renewable, do not pollute soil and water, improve soil structure; chemical fertilisers give quick, fixed nutrients but cause pollution and harm soil over time.
• Many biofertiliser packets are available in the market and farmers use them regularly to replenish soil nutrients and reduce dependence on chemical fertilisers.

• जैव उर्वरक वे जीव हैं जो मृदा की पोषक गुणवत्ता बढ़ाते हैं। मुख्य स्रोत: जीवाणु, कवक तथा सायनोबैक्टीरिया।
• राइज़ोबियम (सहजीवी जीवाणु) दलहनी पौधों (मटर, चना, सेम) की जड़ ग्रंथिकाओं में रहकर वायुमंडलीय नाइट्रोजन को कार्बनिक रूप में स्थिर करता है जिसे पौधा पोषक के रूप में लेता है। इसीलिए दलहनी फसलें मृदा उर्वरता बढ़ाती हैं; किसान इन्हें फसल चक्र में उगाते हैं।
• स्वतंत्रजीवी मृदा जीवाणु एज़ोस्पिरिलम व एज़ोटोबैक्टर भी वायुमंडलीय नाइट्रोजन स्थिर कर मृदा में नाइट्रोजन बढ़ाते हैं।
• कवकमूल (माइकोराइज़ा) = कवक (वंश ग्लोमस के कई सदस्य) व पौधों की जड़ों का सहजीवी संबंध। कवक मृदा से फ़ॉस्फ़ोरस अवशोषित कर पौधे को देता है; ऐसे पौधे जड़-रोगजनकों के प्रति प्रतिरोधी, लवणता व सूखा सहिष्णु होते हैं और उनकी वृद्धि बेहतर होती है।
• सायनोबैक्टीरिया (नील-हरित शैवाल) स्वपोषी हैं और कई वायुमंडलीय नाइट्रोजन स्थिर करते हैं: ऐनाबीना, नॉस्टॉक, ऑसिलेटोरिया। ये धान के खेतों के महत्वपूर्ण जैव उर्वरक हैं और मृदा में कार्बनिक पदार्थ भी बढ़ाते हैं।
• रासायनिक उर्वरकों की तुलना में लाभ: सस्ते, पर्यावरण-हितैषी, नवीकरणीय, मृदा व जल प्रदूषित नहीं करते, मृदा संरचना सुधारते हैं; रासायनिक उर्वरक शीघ्र व निश्चित पोषक देते हैं पर प्रदूषण करते और समय के साथ मृदा को हानि पहुँचाते हैं।
• बाज़ार में अनेक जैव उर्वरक पैकेट उपलब्ध हैं; किसान इनका नियमित प्रयोग कर मृदा पोषक पूरा करते और रासायनिक उर्वरकों पर निर्भरता घटाते हैं।

• Biofertilisers woh jeev hain jo mitti ki poshak quality badhaate hain. Main srot: bacteria, fungi aur cyanobacteria.
• Rhizobium (symbiotic bacterium) legume paudhon (matar, chana, sem) ki root nodules mein rehkar hawa ki nitrogen ko organic roop mein fix karta hai jise paudha poshak ki tarah leta hai. Isliye legumes mitti ki urvarta badhaate hain; kisaan inhe crop rotation mein ugaate hain.
• Free-living soil bacteria Azospirillum aur Azotobacter bhi hawa ki nitrogen fix karke mitti mein nitrogen badhaate hain.
• Mycorrhiza = fungi (genus Glomus ke kai sadasya) aur paudhon ki jadon ka symbiotic rishta. Fungus mitti se phosphorus sokh kar paudhe ko deta hai; aise paudhe jad ke pathogens se bache rehte hain, namak aur sookha jhel lete hain aur achchhe badhte hain.
• Cyanobacteria (blue-green algae) autotrophic hain aur kai hawa ki nitrogen fix karte hain: Anabaena, Nostoc, Oscillatoria. Yeh dhaan ke kheton ke important biofertilisers hain aur mitti mein organic matter bhi badhaate hain.
• Chemical fertilisers ke mukable fayde: saste, eco-friendly, renewable, mitti-paani ganda nahi karte, mitti ki banaavat sudhaarte hain; chemical fertilisers jaldi aur fixed poshak dete hain par pollution karte aur samay ke saath mitti kharab karte hain.
• Bazaar mein kai biofertiliser packet milte hain; kisaan inka regular use karke mitti ke poshak poore karte aur chemical fertilisers par nirbharta ghataate hain.

💡 1-mark favourite: name two N₂-fixing cyanobacteria → Anabaena, Nostoc (Oscillatoria also). Glomus is a fungus (mycorrhiza), not a cyanobacterium.1 अंक का प्रिय प्रश्न: दो N₂-स्थिरीकारी सायनोबैक्टीरिया → ऐनाबीना, नॉस्टॉक (ऑसिलेटोरिया भी)। ग्लोमस कवक (कवकमूल) है, सायनोबैक्टीरिया नहीं।1 number ka favourite: do N₂-fixing cyanobacteria → Anabaena, Nostoc (Oscillatoria bhi). Glomus fungus (mycorrhiza) hai, cyanobacterium nahi.

• Large-scale production needs huge vessels called fermentors.
• Fermented beverages: brewer's yeast Saccharomyces cerevisiae ferments malted cereals and fruit juices to make ethanol. Wine and beer are made WITHOUT distillation; whisky, brandy and rum are made by distillation of the fermented broth.
• Antibiotics = chemical substances produced by some microbes that can kill or retard the growth of other (disease-causing) microbes. Penicillin was the first antibiotic, discovered by Alexander Fleming (from mould Penicillium notatum, which stopped growth of Staphylococci); its full potential was established by Ernest Chain and Howard Florey. Fleming, Chain and Florey got the Nobel Prize in 1945.
• Antibiotics treat deadly diseases like plague, whooping cough (kali khansi), diphtheria (gal ghotu) and leprosy (kusht rog).
• Organic acids: Aspergillus niger (fungus) – citric acid; Acetobacter aceti (bacterium) – acetic acid; Clostridium butylicum (bacterium) – butyric acid; Lactobacillus (bacterium) – lactic acid. Yeast (S. cerevisiae) – commercial ethanol.
• Enzymes: lipases in detergents (remove oily stains); pectinases and proteases clarify bottled juices; streptokinase from Streptococcus (genetically modified) is a 'clot buster' that removes clots in blood vessels of heart attack patients.
• Bioactive molecules: cyclosporin A (immunosuppressive agent in organ-transplant patients) from fungus Trichoderma polysporum; statins from yeast Monascus purpureus lower blood cholesterol (competitive inhibitor of the enzyme for cholesterol synthesis).

• बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए विशाल पात्र किण्वक (फर्मेंटर) चाहिए।
• किण्वित पेय: ब्रूअर यीस्ट सैकरोमाइसीज़ सेरेविसी माल्टित अनाज व फलों के रस को किण्वित कर एथेनॉल बनाती है। वाइन व बीयर बिना आसवन के; व्हिस्की, ब्रांडी व रम किण्वित रस के आसवन से बनते हैं।
• प्रतिजैविक = कुछ सूक्ष्मजीवों द्वारा बने रासायनिक पदार्थ जो अन्य (रोगकारक) सूक्ष्मजीवों को मार सकते या उनकी वृद्धि रोक सकते हैं। पेनिसिलिन पहला प्रतिजैविक, खोज अलेक्ज़ेंडर फ्लेमिंग ने की (फफूँद पेनिसिलियम नोटेटम से, जिसने स्टैफिलोकोकाई की वृद्धि रोकी); इसकी पूर्ण क्षमता अर्नेस्ट चेन व हावर्ड फ्लोरे ने स्थापित की। तीनों को 1945 का नोबेल पुरस्कार।
• प्रतिजैविकों से प्लेग, कुकुरखाँसी (काली खाँसी), डिफ्थीरिया (गल घोंटू) तथा कुष्ठ रोग जैसे घातक रोगों का उपचार।
• कार्बनिक अम्ल: ऐस्परजिलस नाइगर (कवक) – सिट्रिक अम्ल; ऐसीटोबैक्टर ऐसिटाई (जीवाणु) – ऐसीटिक अम्ल; क्लॉस्ट्रिडियम ब्यूटायलिकम (जीवाणु) – ब्यूटिरिक अम्ल; लैक्टोबैसिलस (जीवाणु) – लैक्टिक अम्ल। यीस्ट (S. सेरेविसी) – व्यावसायिक एथेनॉल।
• एंज़ाइम: अपमार्जकों में लाइपेज़ (तैलीय दाग हटाते); पेक्टिनेज़ व प्रोटिएज़ बोतलबंद रस को स्वच्छ करते; स्ट्रेप्टोकोकस से स्ट्रेप्टोकाइनेज़ (आनुवंशिक रूपांतरित) 'थक्का स्फोटक' है जो हृदयाघात रोगियों की रक्तवाहिकाओं के थक्के हटाता है।
• जैवसक्रिय अणु: कवक ट्राइकोडर्मा पॉलीस्पोरम से साइक्लोस्पोरिन A (अंग-प्रत्यारोपण रोगियों में प्रतिरक्षा-निरोधक); यीस्ट मोनैस्कस परप्यूरीअस से स्टैटिन, रक्त कोलेस्टेरॉल घटाते हैं (कोलेस्टेरॉल संश्लेषण के एंज़ाइम के स्पर्धी संदमक)।

• Bade paimaane par production ke liye bahut bade bartan fermentors chahiye.
• Fermented beverages: brewer's yeast Saccharomyces cerevisiae malted anaaj aur phalon ke ras ko ferment karke ethanol banaati hai. Wine aur beer BINA distillation ke; whisky, brandy aur rum fermented broth ke distillation se bante hain.
• Antibiotics = kuch microbes dwara bane chemicals jo doosre (rog waale) microbes ko maar sakte ya unki growth rok sakte hain. Penicillin pehla antibiotic, Alexander Fleming ne khoja (mould Penicillium notatum se, jisne Staphylococci ki growth roki); iski poori taakat Ernest Chain aur Howard Florey ne saabit ki. Teeno ko 1945 ka Nobel Prize.
• Antibiotics se plague, whooping cough (kaali khaansi), diphtheria (gal ghontu) aur leprosy (kusht rog) jaise khatarnaak rogon ka ilaaj.
• Organic acids: Aspergillus niger (fungus) – citric acid; Acetobacter aceti (bacterium) – acetic acid; Clostridium butylicum (bacterium) – butyric acid; Lactobacillus (bacterium) – lactic acid. Yeast (S. cerevisiae) – commercial ethanol.
• Enzymes: detergents mein lipases (tel ke daag hataate); pectinases aur proteases bottle waale juice ko saaf karte; Streptococcus se streptokinase (genetically modified) 'clot buster' hai jo heart attack mareezon ki blood vessels ke thakke hataata hai.
• Bioactive molecules: fungus Trichoderma polysporum se cyclosporin A (organ-transplant mareezon mein immunosuppressive); yeast Monascus purpureus se statins, blood cholesterol ghataate hain (cholesterol banane waale enzyme ke competitive inhibitor).

💡 Penicillin discoverer = Alexander Fleming (MCQ). Citric acid = Aspergillus niger (MCQ).पेनिसिलिन के खोजकर्ता = अलेक्ज़ेंडर फ्लेमिंग (MCQ)। सिट्रिक अम्ल = ऐस्परजिलस नाइगर (MCQ)।Penicillin ki khoj = Alexander Fleming (MCQ). Citric acid = Aspergillus niger (MCQ).

• Sewage = municipal waste-water of cities and towns, containing large amounts of organic matter and microbes (many pathogenic). It is treated in sewage treatment plants (STPs) before release into rivers and streams.
• PRIMARY treatment (physical): removal of particles – large and small – by filtration and sedimentation. Floating debris removed by sequential filtration; grit (soil, small pebbles) by sedimentation. Settled solids = primary sludge; the supernatant = effluent, which goes to secondary treatment.
• SECONDARY (biological) treatment: effluent is passed into large aeration tanks and constantly agitated mechanically with air pumped in. Useful aerobic microbes grow into FLOCS (masses of bacteria associated with fungal filaments forming mesh-like structures). They consume the major part of organic matter, which significantly reduces BOD.
• BOD (Biochemical Oxygen Demand) = the amount of oxygen that would be consumed if all the organic matter in one litre of water were oxidised by bacteria. It measures organic matter: higher BOD = more polluting potential.
• When BOD is reduced significantly, effluent goes to a settling tank where flocs settle – this sediment is ACTIVATED SLUDGE. A small part is pumped back to the aeration tank as INOCULUM; the major part goes to anaerobic sludge digesters.
• In anaerobic sludge digesters, other bacteria digest the bacteria and fungi of the sludge, producing a mixture of gases such as methane, hydrogen sulphide and CO₂ – biogas (usable as fuel). The final effluent is released into natural water bodies.
• Ganga Action Plan and Yamuna Action Plan (Ministry of Environment and Forests) aim to build many STPs so that only treated sewage is discharged into rivers.

• वाहित मल = नगरों का अपशिष्ट जल, जिसमें बहुत अधिक कार्बनिक पदार्थ व सूक्ष्मजीव (अनेक रोगजनक) होते हैं। नदियों में छोड़ने से पहले वाहित मल उपचार संयंत्रों (STP) में इसका उपचार होता है।
• प्राथमिक उपचार (भौतिक): छनन व अवसादन द्वारा बड़े-छोटे कणों को हटाना। तैरते कचरे को क्रमिक छनन से; मिट्टी व छोटे कंकड़ (ग्रिट) को अवसादन से। नीचे बैठे ठोस = प्राथमिक आपंक; ऊपर का द्रव = बहिःस्राव, जो द्वितीयक उपचार में जाता है।
• द्वितीयक (जैविक) उपचार: बहिःस्राव बड़े वायवीय टैंकों में ले जाकर लगातार यांत्रिक रूप से हिलाया जाता है और वायु पंप की जाती है। उपयोगी वायवीय सूक्ष्मजीव ऊर्णक (फ्लॉक) बनाते हैं (कवक तंतुओं से जुड़े जीवाणुओं के जाल-जैसे समूह)। ये अधिकांश कार्बनिक पदार्थ खा जाते हैं, जिससे BOD काफ़ी घटता है।
• BOD (जैव रासायनिक ऑक्सीजन माँग) = एक लीटर जल के सारे कार्बनिक पदार्थ को जीवाणुओं द्वारा ऑक्सीकृत करने में खपने वाली ऑक्सीजन की मात्रा। यह कार्बनिक पदार्थ का माप है: BOD अधिक = प्रदूषण क्षमता अधिक।
• BOD काफ़ी घटने पर बहिःस्राव निःसादन टैंक में जाता है जहाँ ऊर्णक बैठ जाते हैं – यह अवसाद सक्रियित आपंक है। इसका छोटा भाग निवेश द्रव्य (इनोकुलम) के रूप में वापस वायवीय टैंक में; अधिकांश भाग अवायवीय आपंक संपाचित्र में।
• अवायवीय आपंक संपाचित्र में अन्य जीवाणु आपंक के जीवाणु व कवक को पचाकर मीथेन, हाइड्रोजन सल्फ़ाइड व CO₂ जैसी गैसों का मिश्रण – बायोगैस (ईंधन) – बनाते हैं। अंतिम बहिःस्राव प्राकृतिक जलाशयों में छोड़ा जाता है।
• गंगा कार्य योजना व यमुना कार्य योजना (पर्यावरण एवं वन मंत्रालय) का उद्देश्य अनेक STP बनाना है ताकि नदियों में केवल उपचारित वाहित मल जाए।

• Sewage = shehron ka gandaa paani, jisme bahut organic matter aur microbes (kai pathogenic) hote hain. Nadiyon mein chhodne se pehle sewage treatment plants (STP) mein iska treatment hota hai.
• PRIMARY treatment (physical): filtration aur sedimentation se bade-chhote kan hataana. Tairta kachra kram se filtration se; mitti aur chhote kankad (grit) sedimentation se. Neeche baithe solids = primary sludge; upar ka paani = effluent, jo secondary treatment mein jaata hai.
• SECONDARY (biological) treatment: effluent bade aeration tanks mein lagaataar mechanically hilaaya jaata hai aur hawa pump hoti hai. Useful aerobic microbes FLOCS banaate hain (fungal filaments se jude bacteria ke jaal jaise gucchhe). Yeh zyaadatar organic matter kha jaate hain, jisse BOD kaafi ghatta hai.
• BOD (Biochemical Oxygen Demand) = ek litre paani ka saara organic matter bacteria dwara oxidise karne mein lagne waali oxygen ki maatra. Yeh organic matter ka naap hai: BOD zyada = pollution kshamata zyada.
• BOD kaafi ghatne par effluent settling tank mein jaata hai jahan flocs baith jaate hain – yeh ACTIVATED SLUDGE hai. Iska chhota hissa INOCULUM ki tarah wapas aeration tank mein; zyaada hissa anaerobic sludge digesters mein.
• Anaerobic sludge digesters mein doosre bacteria sludge ke bacteria aur fungi ko pachaakar methane, hydrogen sulphide aur CO₂ jaisi gases ka mishran – biogas (fuel) – banaate hain. Aakhri effluent nadi-taalaab mein chhoda jaata hai.
• Ganga Action Plan aur Yamuna Action Plan (Ministry of Environment and Forests) ka maqsad kai STP banaana hai taaki nadiyon mein sirf treated sewage jaaye.

💡 Write the BOD definition word-perfect: 'oxygen consumed if all organic matter in ONE LITRE of water were oxidised by bacteria'.BOD की परिभाषा शब्दशः लिखें: 'एक लीटर जल के सारे कार्बनिक पदार्थ को जीवाणुओं द्वारा ऑक्सीकृत करने में खपी ऑक्सीजन'।BOD ki paribhasha bilkul sahi likhiye: 'EK LITRE paani ka saara organic matter bacteria dwara oxidise karne mein lagi oxygen'.