SEMINARSKI RAD
Predmet:
Biotehnologije u životnoj sredini
Tema:
Bioremedijacija zagađenog zemljišta naftnim derivatima
SADRŽAJ
1. UVOD ..................................................................................................................... 1
2. POJAM BIOREMEDIJACIJE ............................................................................... 2
3. FAKTORI KOJI UTIČU NA EFIKASNOST BIOREMEDIJACIJE .................... 2
3.1............................................................................................................................Hran
ljive supstance ................................................................................................... 3
3.2............................................................................................................................Vlaž
nost .................................................................................................................... 3
3.3............................................................................................................................ Tem
peratura ............................................................................................................. 3
3.4............................................................................................................................ Aera
cija .................................................................................................................... 3
3.5............................................................................................................................ pH
........................................................................................................................... 3
3.6............................................................................................................................ Surf
aktanti ............................................................................................................... 4
3.7............................................................................................................................ Zem
ljište .................................................................................................................. 4
4. TEHNOLOGIJE BIOREMEDIJACIJE.................................................................. 5
4.1............................................................................................................................In
situ tehnologije ................................................................................................. 6
4.2............................................................................................................................Ex
situ tehnologije ................................................................................................. 8
5. REMEDIJACIONE TEHNOLOGIJE U SVETU I KOD NAS..............................10
6. ZAKLJUČAK..........................................................................................................12
7. LITERATURA........................................................................................................13
2
2. POJAM BIOREMEDIJACIJE
Bioremedijacija je ekonomski isplativa, zelena tehnologija kojom se zagađujuće supstance
biološkim putem transformišu u netoksična jedinjenja ili se potpuno razgrađuju do
ugljendioksida i vode. Kao biološki agensi se najčešće koriste mikroorganizmi. Da bi se
povećala brzina biološke razgradnje bioremedijacijom se optimizuju uslovi za rast
mikroorganizama prisutnih u zemljištu aeracijom, dodavanjem hranljivih supstanci, najčešće
soli azota i fosfora, a ako je potrebno i dodavanjem posebno pripremljenih kultura
mikroorganizama. U ovom radu je dat i pregled bioremedijacionih postupaka na industrijskom
nivou korišćenih za tretman zemljišta kontaminiranog naftnim ugljovodonicima kao što je
zemljište iz rafinerije i zemljišta kontaminirana mazutom ili transformatorskim uljem.
Bioremedijacija se deli na dve potkategorije:
-
Biostimulacija (aplikacija nutritijenata kako bi se ubrzao process razgradnje) i
-
Bioagrumentacija (dodavanje ili “zasejavanje” mikroorganizama kako bi do[lo do
razgradnje ciljne kontaminacije ili otpadnog materijala).
Najvažniji ciljevi bioremedijacije su:
-
Redukcija toksičnosti (smanjenje ukupne toksičnosti kontaminiranog zemljišta),
-
Povećanje rastvorljivosti (povećanje relativne rastvorljivosti kontaminanata koji može
dovesti do drugačijeg rasporeda i na taj način i do lakšeg uklanjanja) i
-
Restauracija (vraćanje staništa u prethodno stanje koje naseljavaju autohtone populacije
mikro i makro organizama).
3. FAKTORI KOJI UTIČU NA EFIKASNOST BIOREMEDIJACIJE
Za uspešnost bioremedijacionog procesa pored mikroorganizma sposobnog da razgradi
kontaminant kao izvor ugljenika moraju se uzeti u obzir i drugi faktori kao što su lakousvojivi
izvor azota i fosfora (hranljive supstance), vlažnost, temperatura, kiseonik (aeracija) i
eventualno prisustvo surfaktanata. Osim toga, važne su i karakteristike zemljišta kao što je pH,
mineraloški sastav i sadržaj organske supstance.
3
3.1. Hranljive supstance
Zagađujuća supstanca predstavlja izvor ugljenika za mikroorganizme, pa je kontaminirano
zemljište uglavnom siromašno u azotu i fosforu. Dodatak ovih sastojaka dovodi do povećanog
rasta mikroorganizama i ubrzava proces degradacije kontaminanta. Uobičajeno je da se
hranljive supstance dodaju u zemljište radi uspostavljanja masenog odnosa ugljenik:azot:fosfor
(C:N:P) oko 120:10:1 što je približno odnosu ovih elemenata u biomasi. Dodatak hranljivih
supstanci se označava kao biostimulacija, a može se koristiti mineralno đubrivo ili đubrivo
organskog porekla (stajsko đubrivo, aktivni mulj).
3.2. Vlažnost
Optimalna vlažnost zemljišta za proces bioremedijacije je 12−30%, ili 40−80% saturacionog
kapaciteta. Nedovoljna vlažnost ograničava i smanjuje rast mikroorganizama, dok prevelika
vlažnost smanjuje aeraciju zemljišta.
3.3. Temperatura
Temperatura utiče na mikrobni rast, sastav mikrobnih zajednica i brzinu degradacije
zagađivača. Osim toga, od temperature zavisi i viskozitet, rastvorljivost, fizička priroda i
hemijski sastav naftnog zagađivača. Biodegradacija ugljovodonika se može odvijati u širokom
opsegu temperatura. Izolovani su psihrofilni, mezofilni i termofilni mikroorganizmi koji
koriste ugljovodonike nafte kao jedini izvor elektrona i ugljenika.
3.4. Aeracija
Degradacija naftnih zagađivača se najbrže i najkompletnije ostvaruje pod aerobnim uslovima.
Dostupnost kiseonika zavisi od intenziteta ukupne mikrobiološke potrošnje i tipa zemljišta. Za
povišenje koncentracije kiseonika u kontaminiranoj sredini se koriste brojne metode poput
prevrtanja, prinudne aeracije, mehaničkog mešanja, bioventilacije, uvođenja vazduha i
dodatkom alternativnih izvora kiseonika poput vodonik-peroksida ili najčešće magnezijum-
peroksida.
3.5. pH
pH zemljišta određuje tip mikrorganizama koji je na raspolaganju za biodegradaciju. Većini
bakterija odgovara neutralni pH, a gljivama slabo kisela sredina. Obično je optimalno pH za
