BIO
BIO
-REMEDIACJA
-REMEDIACJA
-STYMULACJA
-STYMULACJA
-AUGMENTACJA
-AUGMENTACJA
Remediacja i oczyszczanie
gruntów
BIO
BIO
-REMEDIACJA
-REMEDIACJA
-STYMULACJA
-STYMULACJA
-AUGMENTACJA
-AUGMENTACJA
Remediacja i oczyszczanie
gruntów
TECHNIKI BIOREMEDIACJI
Wg. źródła i sposobu wspomagania
aktywności mikroorganizmów w
zanieczyszczonej substancjami
ropopochodnymi glebie;
BIO-
-logiczny rozkład substancji
ropopochodnych
In situ lub ex situ
BIOREMEDIACJA
PODSTAWOWA
Proces rozkładu substancji
ropopochodnych oparty o
naturalny przebieg procesu
mineralizacji węglowodorów z
udziałem autochtonicznej
mikroflory.
BIOSTYMULACJA
Proces wspomagania bioremediacji
gleby zanieczyszczonej substancjami
ropopochodnymi, oparty na udziale
autochtonicznej mikroflory w
rozkładzie węglowodorów, przy czym
dla zwiększenia efektywności
procesu optymalizuje się natężenie
czynników gwarantujących właściwe
środowisko życia mikroorganizmów
(odczyn, wilgotność, zawartość
tlenu, obecność pożywki)
BIOAUGMENTACJA
Wzbogacenie zanieczyszczonej gleby
specjalnie wyselekcjonowanymi
grupami mikroorganizmów o dużym
potencjale rozkładu zanieczyszczeń
organicznych. Technika stosowana
w sytuacjach, kiedy rodzima
populacja mikroorganizmów nie
wykazuje pożądanej aktywności w
biodegradacji zanieczyszczeń.
BIO-... W BADANIACH
NAUKOWYCH
Ocena wpływu modyfikacji gleby
zanieczyszczonej WWA na
efektywność ich usuwania na
drodze rozkładu
mikrobiologicznego
Czynniki biologiczne
decydujące o rozkładzie
węglowodorów
Skład jakościowo-ilościowy
drobnoustrojów;
Aktywność metaboliczna
mikroorganizmów;
Zdolności adaptacyjne do obecności
i rozkładu węglowodorów;
Skład jakościowo-ilościowy
drobnoustrojów
Stosunek liczebności bakterii
łącznie z promieniowcami do
grzybów:
B/G
B/G
Dla procesów biodegradacji
korzystny jest stosunek B/G>1,
ponieważ bakteryjny szlak rozkładu
węglowodorów jest najbardziej
bezpiecznym i efektywnym
sposobem ich redukcji
Baza doświadczenia
Gleba piaszczysta, bielicowa;
Nie zanieczyszczona WWA;
Kwaśna (pH=4,8);
MODYFIKACJE
Zanieczyszczenie WWA (mieszanina
antracenu, naftalenu, pirenu);
BIOSTYMULACJA
Dodatek węglanu wapnia ;
Nawożenie mineralne;
BIOAUGMENTACJA
Dodatek biopreparatu
Warianty doświadczenia:
Gleba bez
modyfikacji
(kontrola)
Gleba+ CaCO
3
Gleba+ CaCO
3
+
nawożenie
mineralne
Gleba+ CaCO
3
+
nawożenie
mineralne +
biopreparat
Gleba + WWA
Gleba + WWA+
CaCO
3
Gleba + WWA+
CaCO
3
+ nawożenie
mineralne
Gleba+ WWA
+CaCO
3
+
nawożenie
mineralne +
biopreparat
Biostymulacja –
dodatek CaCO
3
Wprowadzenie do gleby kwaśnej
(pH – 4,8) węglanu wapnia celem
doprowadzenia odczynu do
obojętnego, odpowiedniego do
rozwoju bakterii;
Biostymulacja –
nawożenie mineralne
Dodatek azotu i fosforu w ilości
pozwalającej na uzyskanie
optymalnego dla rozwoju bakterii
stosunku
C:N:P – 100:10:1
Bioaugmentacja –
zastosowanie szczepu
bakteryjnego
Wprowadzenie szczepu
Pseudomonas aeruginosa
wyizolowanego z gleby skażonej
WWA
Bioaugmentacja – dodatek
CaCO
3
Kontrola
Wzrost liczebności
bakterii o 700% w
stosunku do
kontroli
Zanieczyszczona
WWA
Wzrost liczebności
bakterii o 1000% w
stosunku do
kontroli
Bioaugmentacja – dodatek
CaCO
3
i nawożenie
mineralne
Kontrola
Wzrost liczebności
bakterii o 800% w
stosunku do
kontroli
Zanieczyszczona
WWA
Wzrost liczebności
bakterii o 1700% w
stosunku do kontroli
Bioaugmentacja i
biostymulacja
Kontrola
Wzrost liczebności
bakterii o 2500%
w stosunku do
kontroli
Zanieczyszczona
WWA
Wzrost liczebności
bakterii o 3000% w
stosunku do
kontroli
Wpływ modyfikacji na
zmiany liczebności bakterii
Wszystkie zastosowane modyfikacje
spowodowały wzrost liczebności
bakterii, chociaż ich skala była rożna.
W próbach skażonych
modyfikowanych liczebność bakterii
była wszędzie wyższa niż w
adekwatnych próbach nieskażonych,
co świadczy o silnym działaniu
stymulującym wprowadzonych WWA
na rozwój mikroflory bakteryjnej;
Reakcja szczepu
Pseudomonas
Wprowadzenie szczepu Pseudomonas
do gleby skażonej zwapnowanej i
nawożonej mineralnie, spowodował
dynamiczny wzrost liczebności tej
grupy;
W miarę upływającego czasu
liczebność tej grupy malała, czego
przyczyną mogła być konkurencja ze
strony dynamicznie rozwijających się
innych grup bakterii;
Reakcja grzybów
We wszystkich próbach odnotowano
spadek liczebności grzybów;
Szczególnie wyraźny spadek
liczebności grzybów w wariancie z
bioaugmentacją, mógł być
spowodowany silną konkurencją
rozwijającej się mikroflory
bakteryjnej;
Także drastyczne zmiany środowiska
(wapnowanie) mogły być silniej
oddziaływujące na grupę grzybów niż
bakterii
Dyskusja wyników
Do gleby wprowadzono WWA o
małej liczbie pierścieni (antracen,
piren i naftalen),które są
stosunkowo mało toksyczne, łatwo
rozkładalne i pełnią rolę dobrze
przyswajalnych substancji
pokarmowych
Cele bio....
Ukierunkowana selekcja
mikroorganizmów, poprzez
stworzenie korzystniejszych
warunków rozwoju
heterotroficznym bakteriom,a
mniej korzystnych dla grzybów.
Najskuteczniejsze jest w tym
przypadku wapnowanie ale....
Ale.....
Wapnowanie zwiększa też trwałość
WWA,
Wprowadzanie szczepów
także ma swoich
przeciwników
....którzy uważają, że nowy gatunek wprowadzony
do ustabilizowanej biocenozy zwykle ginie m.in.
dlatego, że nie znajduje dla siebie wolnej niszy
ekologicznej.
Wykorzystano wyniki badań Zabłockiej-Godlewskieji Buczkowskiej-Wesołowskiej opublikowane w
pracy „Ocena wpływu wybranych WWA oraz modyfikacji układu na zmiany jakościowo-ilościowe
głównych grup mikroorganizmów w glebie piaszczysto-bielicowej” Bioremediacja Gruntów
1998.
Wpływ ryzosfery na
efektywność bioremediacji
Specyficzna bioaugmentacja
Podstawy teoretyczne
Pomiędzy zbiorowiskiem populacji
mikroorganizmów,a korzeniami
rośliny w ryzosferze istnieje
specyficzna współzależność.
Podstawowy element tej zależności
to wymiana metabolitów
Specyfika ryzosfery
Mikroflora ryzosfery zależy przede
wszystkim od gatunku rośliny.
Gatunek rośliny jest ważnym
determinantem populacji występującej
w strefie wokół korzenia rośliny oraz jej
składu.
Najczęściej występujące bakterie to:
Pseudomonas,Mycobacterium,
Arthrobacter, Corynebacterium,
Flavobacterium, Acinetobacter, Bacillus.
Najczęściej występujące grzyby to:
Penicillum, Fusarium
Warianty doświadczenia
Gleba kontrolna nie poddana
żadnym modyfikacjom;
Gleba+koniczyna;
Gleba+trawa;
Gleba+biopreparat naturalny;
Gleba+koniczyna +biopreparat
naturalny;
Gleba+trawa +biopreparat
naturalny;
Biopreparat naturalny
Biopreparat wytworzony na bazie
mikroorganizmów wyizolowanych z
najbardziej aktywnych
drobnoustrojów z gleby
zanieczyszczonej, którą
zamierzamy oczyścić, namnożone
na pożywce a następnie
inokulowane do gleby.
Stopień usunięcia
węglowodorów
po 16dniach doświadczenia
Gleba kontrolna
12%
Gleba+koniczyna
26%
Gleba+trawa
21%
Gleba+biopreparat
15%
Gleba+biopreparat
+koniczyna
32%
Gleba+biopreparat
+trawa
34%
Małachowska-Jutsz, Miksch, Przystaś.Wpływ ryzosfery na stopień usunięcia
WWA....Bioremediacja gruntów, 1998