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