BIOREMEDIACJA
Technologia usuwania zanieczyszczeń z gleby i wód podziemnych za pomocą żywych mikroorganizmów w celu katalizowania, destrukcji lub transformacji różnego rodzaju zanieczyszczeń w formy mniej szkodliwe.
Dzieli się na:
biremediacje naturalną
bioremediacje inżynieryjną:
- in situ – biostymulacja, bioaugmentacja, biowentylacja, fitoremediacja:
- fitoekstrakcja,
- fitostabilizacja,
- fitodegradacja,
- fitowolatilizacja,
- rizofiltracja.
- ex situ
Bioremediacja naturalna to proces przebiegający samorzutnie, bez stymulacji przez człowieka. Dotyczy biodegradacji wyprodukowanej biomasy roślinnej oraz resztek obumarłych organizmów i ich wydalin. Jest też dobrze obserwowana w wyciekach produktów ropopochodnych oraz przy skażeniach rozpuszczalnikami chlorowcopochodnymi, które są akceptorami elektronów dla mikroorganizmów beztlenowych.
Technologie ex situ stosowane do oczyszczania zanieczyszczeń ciekłych prowadzi się w bioreaktorach i filtrach zraszanych, do oczyszczania emisji gazowych - w biofiltrach i biopłuczkach, a do usuwania odpadów stałych stosuje się kompostowanie i przeorywanie.
Biostymulacja – przeprowadzenie modyfikacji środowiskowej np. dostarczenie pożywek dla mikroorganizmów lub napowietrzanie terenu poddawanego bioremediacji,
Bioaugmentacja – wprowadzenie dodatkowych mikroorganizmów tzw. szczepienie gleby,
Biowentylacja - technika wspierająca biostymulację i bioaugmentację, polegająca na tłoczeniu powietrza do miejsca skażenia pod powierzchnią,
Fitoremediacja - zdolność roślin do akumulowania metali ciężkich.
PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIE BIOREMEDIACJI
środowiska skażone:
metalami ciężkimi,
obszary wycieków ropy naftowej,
obszary hutnicze,
obszary prób broni atomowej,
okolice fabryk,
wysypisk śmieci oraz oczyszczalni ścieków.
Fitodegradacja
dotyczy wyłącznie toksycznych związków organicznych, mogą być one kumulowane w tkankach w niezmienionej postaci, czasem ulegają przekształceniu w nietoksyczne związki, wbudowywane następnie do składników strukturalnych komórki, bądź uwalniane z roślin do środowiska.
najefektywniejsze rośliny to trawy oraz rośliny motylkowate, duże znaczenie odgrywają symbiotyczne mikroorganizmy głównie glebowe.
w przypadku modyfikacji genetycznych prowadzi się prace nad zwiększeniem poziomu naturalnie występujących w roślinach enzymów degradujących toksyczne związki organiczne, nad modyfikacjami morfologii korzeni (wzrost masy, powierzchni kontaktu z glebą) i polepszaniem wydajności mikroorganizmów glebowych.
Fitostabilizacja
metoda polegająca na zasiedlaniu skażonych terenów roślinami tolerującymi wysokie stężenia substancji toksycznych i zapobieganiu w ten sposób ich dalszej degradacji.
stosowana, gdy zanieczyszczenia nie mogą być ekstrahowane czy degradowane przez rośliny.
do odtworzenia szaty roślinnej na terenach skażonych najczęściej wykorzystywane są naturalnie występujące tam gatunki, tolerujące wysokie stężenia metali ciężkich w glebie.
stosowane są specjalnie uzyskane odmiany (np. trawy Agrostis tenuis).
stosowane są rośliny uprawne (np. włókniste: len, konopie), rośliny przemysłowe (wiklina, rzepak).
Ryzofiltracja
jest to proces, w którym wykorzystuje się gatunki roślin, których korzenie mają zdolność do absorbowania lub wytrącania metali i innych toksycznych substancji z zanieczyszczonych roztworów.
najefektywniejsze w tej metodzie są trawy i słonecznik
Fitowolatilizacja
polega na pobieraniu przez rośliny z gleby pewnych substancji nieorganicznych oraz uwalnianiu ich do atmosfery w postaci lotnej. Metoda ma zastosowanie w oczyszczaniu środowisk zanieczyszczonych selenem i rtęcią.
rośliny, głównie z rodziny krzyżowatych (Brassica), motylkowatych (Astragalus) i złożonych (Oonopsis, Xylorhiza) wykształciły zdolność akumulacji dużych ilości selenu
wysoką intensywność wolatilizacji selenu stwierdzono np. u ryżu, kapusty czy rukoli.
rtęci, stanowi duże zagrożenie dla środowiska - wykorzystuje się w modyfikacjach genetycznych bakteryjną metodę detoksykacji rtęci.
Fitoekstrakcja
polega na wykorzystaniu roślin o wysokiej produkcji biomasy i akumulujących duże stężenia metali ciężkich w organach nadziemnych, do usuwania zanieczyszczeń z gleby.
gatunki stosowane w ekstrakcji powinny charakteryzować się dużą tolerancją na wysokie stężenia metali ciężkich w glebie, zdolnością pobierania metali oraz znacznym stopniem ich akumulacji w organach nadziemnych, które są łatwe do zebrania i przetworzenia.
metoda polecana do szerokiego stosowania w walce z coraz powszechniejszym problemem skażeń wód i gruntów związkami ropopochodnymi