Blog Naukowy

Bakterie potrafią zżerać ropę – dlaczego bioremediacja?
(artykuł popularno-naukowy)

Główne procesy składające się na technologie bioremediacji to: bioremediacja podstawowa, biostymulacja oraz bioaugmentacja określane łącznie jako bioremediacja inżynieryjna. Zastosowanie technologii bioremadiacji jako metody biologicznego usuwania ze środowiska naturalnego skażeń różnego typu substancjami chemicznymi, głównie przy udziale mikroorganizmów, umożliwia obniżenie poziomu zanieczyszczeń w określonych i akceptowalnych ramach czasowych do poziomu bezpiecznego dla życia organizmów. W rankingu technik usuwania z gleby np. produktów naftowych (m.in. metody fizyczne i chemiczne) bioremediacja została uznana na Międzynarodowej Konferencji Haztech w San Francisco w 1989 roku jako najbardziej naturalny i przyjazny proces „leczenia" środowiska i ta ocena pozostaje niezmieniona. W zależności od właściwości oraz poziomu zanieczyszczenia, jak również charakteru środowiska poddawanego dekonataminacji, wybierana jest strategia bioremediacji najbardziej adekwatna do danego obszaru. Rekultywacja skażonego terenu metodą bioremediacji inżynieryjnej może odbywać się in situ bądź też ex situ (US EPA, 2006).
Biostymulacja, technologia będąca siłą napędową bioremediacji inżynieryjnej, obejmuje sumę zabiegów mających na celu pobudzenie autochtonicznej mikroflory środowiska do degradacji zanieczyszczeń. Podejmowane działania ukierunkowane są na stworzenie optymalnych warunków do wzrostu, rozwoju i aktywności mikroorganizmów. Do czynników  zaburzających i ograniczających proces bioremediacji naturalnej zalicza się m.in. zbyt wysoką koncentrację substancji zanieczyszczającej, niedobór tlenu i substancji mineralnych, niekorzystną temperaturę i pH środowiska, nieodpowiednią wilgotność. Tempo biodegradacji naturalnej można zwiększyć modyfikując warunki środowiska. Przykładowo, jeżeli gleba ma zbyt dużą kwasowość możliwe jest obniżenie pH poprzez dodanie wapna (Vidali, 2001). Ponadto, ilość dostępnego tlenu cząsteczkowego odgrywa główną rolę w biodegradacji różnych klas zanieczyszczeń chemicznych. Obecnie znanych jest wiele metod umożliwiających poprawę warunków tlenowych środowisk poddawanych bioremediacji. Do powszechnie stosowanych sposobów natleniania należą: wentylacja polegająca na wtłaczaniu sprężonego powietrza poprzez układ drenów, mechaniczna uprawa gruntu (spulchnianie) oraz wtłaczanie rozcieńczonych roztworów nadtlenku wodoru i innych środków utleniających (Bojanowska, 2006). W przypadku grup mikroorganizmów nie będących tlenowcami istotne jest dostarczenie w odpowiedniej ilości innych niż tlen akceptorów elektronów, np. dwutlenku węgla dla metanogenów czy azotynów dla bakterii denitryfikacyjnych. Dodatkowo, proces bioremediacji może limitować stężenie pierwiastków biogennych tj. azotu czy fosforu. W pewnych sytuacjach wymagane jest więc sztuczne wzbogacanie rekultywowanego terenu pożywkami zawierającymi te pierwiastki (Błaszczyk, 2007).
Wprowadzenie do skażonego środowiska bakterii o potencjale do degradacji konkretnych związków określane jest jako bioaugmentacja. Dzięki temu zabiegowi możliwe jest zwiększenie stopnia i tempa destrukcji tychże zanieczyszczeń. Metoda bioaugmentacji wykorzystywana jest w przypadku gdy naturalna mikroflora nie wykazuje pożądanej aktywności w kierunku biodegradacji zanieczyszczeń (Bojanowska, 2006). Mikroorganizmy w postaci inokulum dostarczane są w miejsce skażenia. Drobnoustroje mogą pochodzić z miejsca zanieczyszczonego i po okresie adaptacji być ponownie wprowadzone do środowiska bądź też są to mikroorganizmy izolowane z innych miejsc lecz o pożądanej aktywności katalitycznej.