Биоремедиация

Биоремедиация — комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием метаболического потенциала биологических объектов — растений, грибов, насекомых, червей и других организмов.

История

Первые простейшие методы очистки сточных вод — поля орошения и поля фильтрации — были основаны на использовании растений.

Принципы биоремедиации

Использование растений

Растение воздействует на окружающую среду разными способами. Основные из них:

• ризофильтрация — корни всасывают воду и химические элементы необходимые для жизнедеятельности растений
• фитоэкстракция — накопление в организме растения опасных загрязнений (например, тяжёлых металлов)
• фитоволатилизация — испарение воды и летучих химических элементов (As, Se) листьями растений
• фитотрансформация:
  • фитостабилизация — перевод химических соединений в менее подвижную и активную форму (снижает риск распространения загрязнений)
  • фитодеградация — деградация растениями и симбиотическими микроорганизмами органической части загрязнений
• фитостимуляция — стимуляция развития симбиотических микроорганизмов, принимающих участие в процессе очистки

Использование микроорганизмов и грибов

Возможно три основных подхода к Биоремедиации почв с помощью микроорганизмов

• биостимуляция - стимулирование развития аборигенной микрофлоры на территории подвергшейся загрязнению.
• биодополнение - внесение в почву биопрепаратов микроорганизмов способных к деградации загрязнителя.
• фитостимуляция - использование растений для стимуляции развития ризосферных микроорганизмов.

Главную роль в деградации загрязнений играют микроорганизмы. Растение является своего рода биофильтром, создавая для них среду обитания (обеспечение доступа кислорода, разрыхление грунта. В связи с этим, процесс очистки происходит также вне периода вегетации (в нелетний период) с несколько сниженной активностью.

Типовые цели биоремедиации

Восстановление почв после загрязнения диоксинами

Диоксины попадают в почвы из воздуха с дождем и текучими водами. Из почвы диоксины попадают в сельскохозяйственную продукцию и воду. В организме животных они способны накапливаться. После загрязнения диоксинами применяются методы биоремедиации in situ и ex situ.

Преимущества

• возможность произведения ремедиации in situ
• относительно низкая себестоимость проводимых работ по сравнению с традиционными очистными сооружениями
• метод безопасен для окружающей среды
• теоретическая возможность экстракции ценных веществ из зелёной массы растений (Ni, Au, Cu)
• возможность мониторинга процесса очистки
• уровень очистки не уступает традиционным методам, особенно при небольшом объеме сточных вод (например, в деревнях)

Библиография

• Идентификация нового вида опасности химических веществ: ингибирование процессов экологической ремедиации // ДАН. 2002. т. 385. № 4. C. 571-573.
• Плешакова Е.В., Дубровская Е.В., Турковская О.В. Сравнение эффективности интродукции нефтеокисляющего штамма Dietzia maris и стимуляции естественных микробных сообществ для ремедиации загрязнённой почвы // Прикладная биохимия и микробиология, 44 (2008), 4 (июль), 430-437.
• О новых исследованиях взаимодействия загрязняющих веществ с макрофитами в связи с изучением их фиторемедиационного потенциала // Вода: технология и экология. 2009. № 1. стр. 72–74.
• Obed Schacht, Kenneth Ajibo. Soil Bioremediation: In-Situ vs. Ex-situ. (Costs, Benefits, and Effects). - WSP and Göteborg Energi, 2002.- p. 77.

• Bioremediation (Toxic Cleanup) News from Genome News Network (GNN)
• Bioremediation Discussion Group (BioGroup)
• Technology Focus on Bioremediation of Chlorinated Solvents Website hosted by the USEPA Technology Innovation Program
• Phytoremediation Website hosted by the Missouri Botanical Garden
• Renovogen - Natural Bioremediation Methods for Contaminated Soil and Groundwater
• журнал International Journal of Phytoremediation