Углеводороды нефти для некоторых микроорганизмов служат источником углерода и энергии. То, что для человека является загрязнённым грунтом, для такого сообщества может быть средой обмена веществ. Биоремедиация использует эту способность управляемо: создаёт условия, при которых нужные превращения идут достаточно быстро и приводят к приемлемому результату. Само присутствие бактерий на участке ещё не означает, что загрязнение разрушается с необходимой скоростью.[1]
Какие процессы используют при очистке
Биостимуляция поддерживает уже существующее сообщество: регулируют влажность, доступ кислорода, питание или наличие других веществ, необходимых для обмена. Биоаугментация предполагает внесение подобранной культуры или сообщества. Во втором случае важна не только способность штамма разлагать соединение в лаборатории, но и его выживание в реальном грунте, конкуренция с местными организмами и контакт с загрязнителем. Загрязнённая зона часто неоднородна, поэтому равномерно доставить туда кислород или питательный раствор трудно.[1]
Обработку проводят на месте залегания загрязнения либо после извлечения грунта или воды. Выемка облегчает перемешивание и управление условиями, но создаёт дополнительные потоки материала. Работа без выемки меньше нарушает участок, однако сильнее зависит от проницаемости пород и распределения загрязнителя. Если вещество заключено в плохо доступных порах или отдельной жидкой фазе, способность микроорганизмов к его разложению не устраняет ограничение по доставке.[1]
Органические соединения могут превращаться в более простые вещества, а при достаточно полном разложении — минерализоваться. Металл как химический элемент микроорганизмы не уничтожают. Они могут изменить степень его окисления, растворимость или связывание, тем самым снизив подвижность. В полевом исследовании Anderson и соавторов на участке Rifle в США добавление ацетата стимулировало микроорганизмы Geobacter и уменьшало содержание растворённого урана. Это пример биологически обусловленной иммобилизации, а не исчезновения урана из окружающей среды.[2]
Когда улучшение можно считать доказанным
Снижение концентрации в одной скважине может быть следствием разбавления или перемещения загрязнения. Поэтому результат связывают с балансом вещества, продуктами превращения и изменением условий по всей загрязнённой зоне. Для органических соединений проверяют, не образовался ли более опасный промежуточный продукт; для иммобилизованных металлов — сохранится ли устойчивость при последующем поступлении кислорода или изменении кислотности. Успешный опыт на одном участке задаёт направление, но не гарантирует такой же результат в другой геологической среде.[2]
Растения тоже участвуют в восстановлении загрязнённых мест. Фиторемедиация может включать поглощение веществ, удержание частиц, ограничение переноса воды и работу микроорганизмов около корней. Если металл перешёл в растительную массу, её дальнейшее обращение становится частью очистки. Корневая система имеет ограниченную глубину, а высокая токсичность способна подавить сами растения. Поэтому озеленение поверхности и устранение глубинного загрязнения — разные результаты.[3]
Биоремедиацию выбирают по загрязнителю, среде и сроку обработки. При смешанном загрязнении биологический этап сочетают с извлечением или изоляцией компонентов, которые им не удаляются.