БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТБиологическийфакультет
БИОРЕМЕДИАЦИЯ ЗАГРЯЗНЁННЫХ ПОЧВ ИГРУНТОВ. Рефератстудента5 курса 6 группыКОВАЛЬЧУКАК.В.
Минск 2005г.
Биоремедиациязагрязнённых почв и грунтов представляет собой набор техник, основанных наприменении биологических агентов для очистки почв и грунтов от поллютантов.Чаще всего для биоремедиации почв используются микроорганизмы, обычно бактериии грибы; реже – растения.
Выборопределенной технологии биоремедиации основывается на основе таких критериевкак природные условия места очистки, свойства почвы, концентрация и уровеньтоксичности поллютанта и т.д. Применяемые в биоремедиации почв технологии можнообъединить в две группы: методы insituи методы exsitu.
Биоремедиацияin situ.
Биоремедиацияinsituоснована на очистке среды от поллютанта без удалениязагрязнённой почвы из района загрязнения. Поскольку технологии этого типа нетребуют проведения землеройных работ, они являются более дешёвыми, создаютменьше запыления воздуха и высвобождают меньшелетучих поллютантов, чем технологии exsitu.
Одиниз подходов биоремедиации insitu заключается во введении в загрязнённую почвукислорода с помощью специального оборудования, с тем, чтобы стимулировать ростмикроорганизмов и аэробную биодеградацию поллютантов.Данная техника чаще всего применяется для очистки от различных нефтепродуктов.
Помимокислорода стимуляция биодеградации может осуществляться путём введение в почвупитательных веществ для стимуляции роста и метаболизма микроорганизмов,осуществляющих деградацию поллютанта. Чаще всего для этих целей используютазот- и фосфорсодержащие удобрения.
Другимраспространённым подходом является введение в почву микроорганизмов (в томчисле генетически модифицированных) или ферментов для ускорения деградацииорганических поллютантов, присутствующих в почве.
Биоремедиация exsitu.
Биоремедиацияexsituоснована на снятие слоя загрязнённой почвы и очисткееё от поллютантов за пределами места загрязнения, что делает этот подход болеедорогостоящим, чем биоремедиация insitu. Тем не менее, у технологийданного типа есть ряд преимуществ: они требуют меньше времени и обеспечиваютполный контроль процесса очистки.
Однимиз типов применяемых при биоремедиация insituтехнологийявляется использование биореакторов. Перед помещениемв биореактор из почвы удаляются крупные камни, грунтподвергается перемешиванию, что делает его более однородным; после добавленияводы образуется глинистая суспензия. В данную суспензию вносятся проводящиеочистку от поллютанта почвы микроорганизмы, для которых в реакторе создаютсяоптимальные условия. После завершения процесса очистки почва высушивается ивозвращается в окружающую среду.
Другойподход биоремедиации insituзаключается в том, чтоудалённая с места загрязнения почва размещается на определённой территории, еёобеспечивают аэрацией, питательными веществами и водой для стимуляции роста иметаболизма микроорганизмов, осуществляющих биоремедиацию.По сравнению с очисткой с помощью биореакторов,данная технология требует много места и занимает дольше времени. Можно выделитьнесколько различных вариантов такого подхода.
Водном из вариантов загрязнённую почву удаляют с места загрязнения ираспределяют тонким слоем на площади, специально огороженной по периметру дляпредотвращения распространения загрязнения за её пределы. Почву вспахивают дляобеспечения доступа кислорода почвенным микроорганизмам и добавляютстимулирующие их рост вещества. Также над почвой разбрызгивают воду, что позволяетподдерживать оптимальную влажность и понижает запыленность воздуха.
Загрязнённуюпочву можно также складывать толстым слоем высотой 1-3 метра. При этом аэрацияпутём вспахивания заменяется аэрацией с помощью системы труб, доставляющих впочву воздух для стимуляции биодеградации. В данном случае почву обычносмешивают с каким-нибудь рыхлым веществом (например, соломой), чтобы облегчитьаэрацию. В процессе ремедиации из-за продувки воздухапроисходит испарение из грунта различных веществ, в том числе самогополлютанта, поэтому система обязательно снабжается датчиком состава почвенныхиспарений. Также в грунт добавляют удобрения и поддерживают на определённомуровне влажность.
Присмешивании грунта с большим количеством разрыхлителей (сена, кукурузных кочерыжек,соломы) аэрацию можно осуществлять с помощью вакуумных насосов иливентиляторов. Такую смесь также можно аэрировать путём перемешивания вспециальных резервуарах. Ещё один вариант – размещение загрязнённой почвы сразрыхлителем в длинные кучи, регулярно перемешиваемые тракторами. Во всех этихтрёх случаях соотношение разрыхлитель/почва составляет примерно 1/3. Послекаждого перемешивания почва укрывается, что позволяет поддерживать нужнуютемпературу и влажность. Очистка таким способом занимает недели вместо обычныхдля биоремедиации почв месяцев.Другие улучшенные методы биоремедиации
Существуетцелый ряд методов биоремедиации, позволяющих проводить более полную очисткупочвы, причём как в условиях insituтак и exsitu.
Одной из таких перспективныхтехнологий является применение пены.
Смесь пенообразующеговещества вместе с деградирующими бактериями накачивается сжатым воздухом наопределённой глубине почвы. Пена мобилизируетзагрязняющие вещества (в частности жидкие углеводороды) и повышает их биодоступность. С помощью вакуумного насоса смесь пены,бактерий и деградируемого поллютанта выкачивается изпочвы, поллютант удаляется на дальнейшую деградацию, а очищенное пенообразующеевещество снова используют вместе с микроорганизмами для очистки.
Другая перспективнаятехнология биоремедиации почвы основана на механизме электролиза.
В почву помещают двепротивоположно электрически заряженных конструкции (по сути, катод и анод).Происходит электролиз почвенной воды, образуется водород и стимулирующий метаболизмдеструкторов кислород. Кроме стимуляции кислородом, рост и метаболизммикроорганизмов стимулируется повышением температуры, сопровождающимэлектролиз. Водород и кислород, а также другие выделяющиеся из почвыгазообразные вещества, затем собирают в танкер. После смешивания в танкере ониобратно накачиваются в почву. Также в почву поставляется вода и лактат для обеспечения оптимальной влажности и рН.
ЛИТЕРАТУРА
ObedSchacht, Kenneth Ajibo.SoilBioremediation: In-Situ vs. Ex-situ. (Costs, Benefits, and Effects). — WSP and Göteborg Energi, 2002.- p.77.