Биоремедиацию загрязненных почв на месте загрязнения (in situ) можно производить либо путем стимуляции развития деградирующих загрязнения микроорганизмов, уже имеющихся в окружающей среде, либо интродукцией, т.е. внесением специально полученных микроорганизмов, способных разлагать соответствующие специфические вещества. Последний процесс носит название биоаугментации. Следует иметь в виду, что в большинстве случаев такая интродукция не бывает успешной, так как для лабораторно полученных штаммов в природе не всегда удается создать такие условия, которые являются оптимальными для проявления их деградационной способности. В дополнение такие микроорганизмы, как правило, менее конкурентоспособны, чем резидентная микрофлора, и поэтому быстро вытесняются из места биоремедиации резидентными микроорганизмами, то есть микроорганизмами, уже имеющимися в этом месте. Альтернативной стратегией биоаугментации является внесение в места загрязнения специфических генов, которые могут придать деградационную способность естественной резидентной микрофлоре. Доставку таких генов можно обеспечить путем внесения имеющих эти целевые гены бактерий, способных к конъюгации, либо путем прямого добавления ДНК в почву с целью обеспечения поступления такой ДНК в реципиентные клетки путем трансформации.
В качестве приема, стимулирующего разрушающую активность резидентных микроорганизмов, используют внесение в загрязненную область лимитирующих процесс элементов в доступной форме, например азота и фосфора. Одним из лимитирующих факторов при биоремедиации является доступность кислорода. Для улучшения аэрации производят вспашку почвы. В более глубокие слои кислород или воздух можно подавать под давлением через систему перфорированных труб.
Надо отметить, что в искусственных очистных сооружениях значительно больше возможностей применять полученные в лаборатории сверхактивные штаммы микроорганизмов-деструкторов или специально созданные микробные сообщества, в том числе и генно-инженерные. Соответствующее аппаратурное оформление и технологические приемы позволяют создавать и поддерживать условия, оптимальные для проведения процесса биодеградации ксенобиотических веществ.
Компостирование. Еще один путь использования микроорганизмов для решения проблем охраны окружающей среды – это их применение для переработки разнообразных твердых и жидких отходов промышленности и сельского хозяйства, содержащих органические вещества, с одновременным получением полезных продуктов. Примером таких технологий является компостирование. Компостирование – это аэробный процесс окисления органических веществ, содержащихся в отходах, за счет жизнедеятельности микроорганизмов, который сопровождается выделением большого количества тепла. Этот процесс традиционно используется для получения удобрений на сельскохозяйственных предприятиях и в индивидуальных крестьянских и садоводческих хозяйствах. Компостированию подвергают навоз животных, растительные остатки, кухонные и туалетные отходы. В результате из органических отходов получается гумусоподобный продукт – компост, который используется как органическое удобрение. Экстенсивный процесс компостирования происходит в компостных кучах и длится несколько месяцев. Интенсивное компостирование производят в буртах и штабелях с аэрацией, которую можно осуществлять с помощью перфорированных труб и вентиляторов. При этом длительность процесса сокращается до 3-4 недель.
В специально сконструированных реакторах компостирование можно завершать всего за несколько дней. В процессе компостирования происходит чередование преобладающих микроорганизмов, участвующих в деградации органических соединений. На начальной стадии компостирования важную роль играют мезофильные грибы и бактерии. По мере повышения температуры до 50-60 °С в компосте начинают преобладать термофильные грибы и бактерии. Нагрев до высокой температуры способствует гибели патогенных бактерий и грибов, простейших, паразитов, яиц глистов и семян сорняков. При всех типах компостирования вслед за термофильным процессом следует мезофильная стадия, в которой активность проявляют выжившие мезофильные микроорганизмы и во время которой происходит «дозревание» компоста. Конечный продукт – компост – является высококачественным обеззараженным удобрением. В последнее время компостирование все чаще применяется для обработки органической фракции городских бытовых отходов. Полученный компост можно использовать, например, в парковом хозяйстве.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.