Биоремедиация с использованием интродуцируемых активных штаммов микроорганизмов-деструкторов. 

Для увеличения скорости самоочищения нефтезагрязненных почв применяют Bacillus sp. (биопрепарат Бациспецин), а также различные виды родов Pseudomonas, Rhodococcus, Corynebacterium и Azotobacter. Бактерии рода Azotobacter способны усваивать углеводороды нефти в качестве источника углерода и энергии. Кроме того, они активируют размножение аборигенных бактерий, окисляющих углеводороды. Наряду с бактериями в качестве основы препаратов для биоремедиации нефтезагрязненных почв применяют и грибы родов Trametes и Fomitopsis.

Для биовыщелачивания из загрязненных почв тяжелых металлов с их последующей постадийной экстракцией используют автотрофные бактерии Thiobacillus spp., продуцирующие серную кислоту. Эта технология очистки почв осуществляется в специальных реакторах (тенках).

Для биосорбции тяжелых металлов из сточных вод наиболее эффективно использование дрожжей и актиномицетов.

Использование микробных консорциумов является также интенсивным методом биоремедиации. Микробные консорциумы обычно включают несколько видов или штаммов микроорганизмов (природного происхождения или искусственно сконструированных). Микроорганизмы консорциума объединены за счет трофических связей типа метабиоза или протокооперации. На основе природного консорциума микроорганизмов-нефтедеструкторов Bacillus brevis и Arthrobacter ^.создан биопрепарат Ленойл. Для очистки от нефти почвы и воды эффективно зарекомендовал себя препарат Родобел-Т, в состав которого входят представители гидрофильных и липофильных микроорганизмов, что обеспечивает возможность его активного действия на границе водно-нефтяного слоя и в загрязненной толще.

Фиторемедиация основана на применении высших растений для очистки загрязненных почв и вод. Общие механизмы фиторемедиации показаны на рис. 17.7. Они обусловливают применение соответствующих технологий: фитоэкстракции, фитофильтрации (ризофильтрации), фитостабилизации, фитодеградации, фитово- латилизации.

Фитоэкстракция применяется для ремедиации почв и вод, загрязненных тяжелыми металлами и радионуклидами. Она основана

на поглощении металлов корнями и транслокации их в надземную часть растения, которая после завершения вегетации удаляется с последующей утилизацией или переработкой. Для фитоэкстракции используют растения, сочетающие в себе два свойства — высокий коэффициент аккумуляции загрязняющего вещества и возможность продуцирования большой биомассы. Известные растения-гипераккумуляторы, накапливающие более 1000 мг/кг соответствующего металла, как правило, не обладают высокой продуктивностью, поэтому применение их в целях фиторемедиации не всегда эффективно. В табл. 17.2 приведены примеры некоторых растений-гипераккумуляторов.

Для повышения эффективности фитоэкстракции применяют обработку почв агентами, увеличивающими биодоступность тяжелых металлов и радионуклидов (лимонная кислота, ЭДТА и др.).

В последнее время появились разработки, позволяющие сочетать фиторемедиацию (фитоэкстракцию) с производством биоэнергии (рис. 17.8 и 17.9).

Фитостабилизация основывается на способности растений к иммобиизации металлов в почве посредством поглощения, а также осаждения и комплексообразования.

фитоэкстракция

деревья

Рис.

ки сточных вод от тяжелых металлов. В данном случае растения- накопители загрязняющих веществ играют роль фильтра-сорбента. Ризофильтрация основана на способности растений создавать вокруг корневой системы микросреду, способствующую адсорбции металлов на поверхности корней. Например, образование пленки гидроксидов железа на поверхности корней растений риса способствует осаждению на ней арсенатов из почв и вод с повышенным содержанием мышьяка.

Таблица 17.2

Примеры накопления металлов некоторыми растениями-гипераккумуляторами

Фитодеградация основана на возможности растений совместно с почвенными (ризосферными) микроорганизмами осуществлять ферментативное расщепление органических загрязняющих

веществ. Фитодеградационная технология эффективна при загрязнении почв ПАУ, фенолами, пестицидами, нефтепродуктами и др.

Фитоволатилизация, или испарение. В основу этой технологии положена способность некоторых видов растений (люцерна, тополь, некоторые виды акации и др.) выделять с поверхности листьев металлы и металлоиды (в основном это относится к ртути, мышьяку и селену) в виде газообразных соединений. Однако серьезным ограничением применения фитоволатилизации может быть возможное загрязнение атмосферного воздуха.

Наибольшего эффекта в очистке загрязненных территорий можно достичь при сочетании разных стратегий ремедиации, например фиторемедиации и использования микробных сообществ (биоремедиации).