Bioaugmentacja
Bioaugmentacja – rodzaj technologii bioremediacji inżynieryjnej in situ - wprowadzenie dodatkowych mikroorganizmów tzw. szczepienie gleby,
W celu przyspieszenia rozkładu zanieczyszczeń stosuje się stymulacje rodzimej mikroflory poprzez wprowadzanie mikrobiologicznych szczepów charakteryzujących się wysokimi zdolnościami adaptacyjnymi, wysoka odpornością, a przede wszystkim wysoką zdolnością do przetworzenia zanieczyszczeń w skażonym środowisku[1].
Istotniejszym jest aby wprowadzane w ramach augmentacji mikroorganizmy były nieszkodliwe dla człowieka i samego środowiska.
Mikroorganizmy stosowane w bioaugmentacji[edytuj | edytuj kod]
- Mikroorganizmy beztlenowe są w stanie degradować węglowodory, takie jak benzen, etylobenzen, toluen, ksylen oraz naftalen i heksadekan
- Szczepy rodzaju Dechloromonas (β-proteobakterie) całkowicie utleniają benzen w warunkach beztlenowych, wykorzystując azotan jako akceptor elektronów[2]
- Grzyby powodujące białą zgniliznę (Anthracophyllum discolour i Phanerochaete chrysosporium) są zdolne do degradacji pentachlorofenolu[3],
Jest również możliwość zastosowania szczepów bakteryjnych stymulujących procesy enzymatyczne, które z kolei poprawiają biodostępność zanieczyszczeń np. WWA czy metali ciężkich. Przykładem takich mikroorganizmów są np. Bacillus megaterium lub też szczepy Pseudomonas aeruginosa UG2, mające zdolność do rozkładu mieszaniny węglowodorów[4].
Inną metodą oczyszczania jest dodatkowe stosowanie mikroorganizmów bytujących w strefie korzeniowej lokalnej roślinności. Mikroorganizmy – bakterie, grzyby, które żyją zwykle w przestrzeniach międzykomórkowych tkanek roślin, nie szkodząc roślinie, mogą wspomagać oczyszczanie gleb np. z toluenu, fenolu, trichloroetanolu (TCE) i itp. toksycznych substancji.
Wzmacnianie fitoremediacji zanieczyszczonych metalami ciężkimi gleb może być przeprowadzone również z wykorzystaniem tzw. bakterii promujących wzrost roślin np. szczepy Pseudomonas putida i Pseudomonas fluorescens są odporne na zanieczyszczenia kadmem i ołowiem i jednocześnie kumulacją tych związków w nadziemnych częściach rośliny[5].
Biopreparaty wprowadzone do gleb powinny być aktywne, niezaburzające równowagi w lokalnych ekosystemach. Sporządzenie jednak preparatów na bazie mikroflory autochtonicznej jest długotrwałe i kosztowne[6].
Enzymy stosowane w bioaugmentacji[edytuj | edytuj kod]
Wydaje się łatwiejszym rozwiązaniem wykorzystanie nie tyle pełnego metabolizmu mikroorganizmów, ale samych enzymów jako posiadających prostszą strukturę niż całe organizmy.
Do tego typu enzymów bakteryjnych można zaliczyć mono- i dioksygenazy, reduktazy, dehalogenazy czy monooksygenaza cytochromu P-450[7].
- liazy, monooksygenazy, dioksygenazy - bioremediacja gleb z pozostałości pestycydów[8].
- peroksydazy- oczyszczanie gleby z zanieczyszczeń aromatycznych[9].
- grzyby enzymatyczne np. peroksydaza ligninowa, lakkaza, lipaza - zdolność do rozkładu lignin
- enzymami z klasy hydrolaz zdolne do rozkładu tłuszczy
Wykorzystanie enzymów w procesie oczyszczania gleby nie powoduje nagromadzenia toksycznych produktów ubocznych, a same enzymy zostają wykorzystane w następnej fazie przez organizmy bytujące w danym środowisku. Drugą korzyścią jest fakt, że zwiększenie biodostępności zanieczyszczeń jest łatwiej osiągnąć przy wykorzystaniu enzymu niż całych komórek[10].
Zobacz też[edytuj | edytuj kod]
Przypisy[edytuj | edytuj kod]
- ↑ Urszula Wydro i inni, Wspomaganie procesów bioremediacji gleb zanieczyszczonych.
- ↑ COATES J.D., CHAKRABORTY R., MCINERNEY M.J., Anaerobic benzene biodegradation – a new era, Research in Microbiology, 2002, Vol. 153, 621–628.
- ↑ RUBILAR O. i inni, Bioremediation of a Chilean Andisol contaminated with pentachlotophenol (PCP) by solid substrate cultures of white-rot fungi, Biodegradation, 2011, Vol. 22, 31–41.
- ↑ MILLER U., SÓWKA I., SKRĘTOWICZ M., Zastosowanie surfukantów w biotechnologii środowiska, [w] Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska, pod red. T.M. TRACZEWSKIEJ i B. KAŹMIERCZAKA, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2014, 564–570.
- ↑ ZAIDI A., WANI P.A., KHAN M.S., Bioremediation: A Natural Method for the Management of Polluted Environment, Toxicity of Heavy Metals to Legumes and Bioremediation, 2012, 101–114.
- ↑ KOŁWZAN B., Ocena przydatności inokulantów do bioremediacji gleby zanieczyszczonej produktami naftowymi, Ochrona Środowiska, 2008, Vol. 30, No. 4, 3–14.
- ↑ MARCHUT-MIKOŁAJCZYK O., KWAPISZ E., ANTCZAK T., Enzymatyczna bioremediacja ksenobiotyków, Inżynieria i Ochrona Środowiska, 2013, Vol. 16, No. 1, 39–55.
- ↑ SCOTT C. i inni, The enzymatic basis for pesticide bioremediation, Indian Journal of Microbiology, 2008, Vol. 48, 65–79.
- ↑ JUWARKAR A.A., SINGH S.K., MUDHOO A., A comprehensive overview of elements in bioremediation, Reviews in Environmental Science and Biotechnology, 2010, Vol. 9, 215–288.
- ↑ ALCADE M. i inni, Environmental biocatalysis: from remediation with enzymes to novel green processes, Trends in Biotechnology, 2006, Vol. 24, 281–287.