بالرغم من تواجدنا في بداية القرن الواحد والعشرون وما يواجه العالم من تقدم في معظم مجالات الحياة الا انه في نفس الوقت هناك صراع بيئي تلوثي والذي قد يؤثر بشكل مباشر او غير مباشر على التواجد البيئي للإنسان .وهناك دراسات إحصائية عالمية للزيادة السكانية والتي من المتوقع ان تصل نحو 6 بليون نسمة عام 2050 .في المقابل هناك نقص في الموارد المائية وقلة خصوبة التربة بالإضافة الى بعض الضغوط البيئية الأخرى abiotic stress.والانخفاض في معدل الأراضي الصالحة يقدر سنويا بمقدار70 الي 140000 كم2 وذلك نتيجة للتصحر desertification والمدنيةurbanization والملوثات والصناعة .وفي عام 2010 أشار تقرير المنظمة الاوروبية للبيئة European environment agency ان هناك 1.4 مليون منطقة ملوثة علي مستوى العالم كل هذا ينعكس علي الغذاء العالمي مسببا الفجوة الغذائية Food shortageمن اهم هذه الملوثات هي العناصر المعدنية الثقيلة heavy metalsومصدر هذه العناصر النشاط الصناعي (صناعة الحديد) و المعدنة mining و الأسمدة و مولدات الطاقةenergy transduction وتكرير البترول ومصانع النسيج والدباغة و قد تؤثر هذه العناصر علي السلسلة الغذائية للإنسان من خلال تراكمها في الانسجة وقد تتحد مع البروتين الخلوي وتؤثر على تكاثر المادة الوراثية DNA replicationوايضا تؤثر على السلوك العصبي في الانسان وأيضا تؤثر علي التركيب الكيماوي والبيولوجي للتربة Soil structure and biosphere مما ينعكس بشكل سلبى على خصوبة التربة وقلة انتاج المحاصيل وتبعا لذلك مسببا نقص في الموارد الغذائية بجانب ان هناك بعض النسب المسموح بها في مياه الشرب مثل الرصاص حيث حددت منظمة الصحة العالمية WHOنسبة 0.01 مليجرام / لتر اما منظمة البيئة الامريكية USA environmental protectionوضعت الحد المسموح به 0.015 مليجرام / لتر كما انه هناك بعض الاتجاهات والطرق لمعالجة مثل هذه الملوثات مثل الطرق الكيميائية مثل الادمصاص biosorption والتبادل الايوني والترسيب الكيماوي precipitation واستخدام الكربون النشط. الا ان هذه الطرق مكلفة وقد ينتج عنها نواتج ثانوية أكثر ضراوة virulence على الاتجاه الاخر هناك طرق حيوية أخرى مثل استخدام الكائنات الحية والنباتات من خلال عملية bioremediationحيث هناك العديد من الميكانيكيات الحيوية للتخلص من هذه العناصر الثقيلة مثل استخدام بعض النباتات التي لديها المقدرة علي تراكم بعض العناصر المعدنية في انسجتها بالإضافة الي تواجد بعض أنواع الميكروبات rhizobacteria التي تلعب دورا في إزالة جزء من العناصر في خلاياها او من خلال تنشيط النباتات للتخلص من هذه العناصر مثل بعض الفطريات Mycorrhiza وتتميز هذه الطرق بانها اقل تكلفة وامنة للبيئة واقل احتياج للطاقة من خلال هذه المعاملات يمكن التخلص من بعض العناصر مثل الرصاص والنيكل والكادميوم والنحاس وغيرة وهذا الاتجاه هو السائد من خلاله يمكن إعادة استخدام المياه الملوثة ومياه الصرف recycling وذلك من خلال انشاء غرف او احواض بيولوجية ذات تصميم بيوتكنولوجي يحتوى علي الميكروبات المزيلة للعناصر الملوثة للبيئة بالإضافة الي استخدام النباتات المتحملة للعناصر في التربة وبالتالي قد تكون وسيلة فعالة وامنة للتغلب على مشكلة المياه بحيث يمكن إعادة استخدام مياه الصرف إضافة الى التغلب على مشكلة الاراضى الملوثة ومن خلال هذه التقنيات الحيوية يمكن زيادة الاراضى الصالحة للزراعة مع توفر المياه اللازمة لاستصلاحها وبذلك يمكن مواجهة الفجوة الغذائية