Innowacyjne metody bioremediacji ukierunkowane zarówno na zanieczyszczenia gleby, jak i wód gruntowych
Oczyszczanie zanieczyszczonych terenów przemysłowych jest kosztownym przedsięwzięciem na skalę globalną. Zanieczyszczone obszary są niebezpieczne dla środowiska, a w szczególności stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. W ramach finansowanego przez UE projektu EiCLaR(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opracowano innowacyjne strategie bioremediacji in situ (ISBR) i przygotowano je do szybkiej komercjalizacji.
Docelowe substancje zanieczyszczające
Metody ISBR opracowane w ramach projektu są ukierunkowane na szereg przemysłowych substancji zanieczyszczających, które oddziałują na glebę i wody gruntowe. Do zanieczyszczeń tych należą związki chlorowcowane, takie jak rozpuszczalniki chlorowane oraz substancje per- i polifluoroalkilowe (PFAS), węglowodory ropopochodne i metale ciężkie. Rozpuszczalniki chlorowane są stosowane w wielu gałęziach przemysłu i są powszechnie używane do czyszczenia, odtłuszczania oraz przetwarzania tekstyliów. PFAS, czasami określane jako „wieczne chemikalia”(odnośnik otworzy się w nowym oknie), są stosowane w szerokiej gamie produktów, w tym w materiałach wodoodpornych, opakowaniach żywności i klejach. Węglowodory ropopochodne są najpowszechniejszą substancją zanieczyszczającą środowisko. Coraz częściej metale ciężkie pojawiają się w środowisku w toksycznych stężeniach ze względu na działalność przemysłu metalowego i rolnictwa.
Technologie bioremediacji
Bioremediacja zanieczyszczeń środowiska wykorzystuje mikroorganizmy do rozkładania toksycznych substancji na nieszkodliwe składniki. Zespół EiCLaR opracował cztery technologie, które wykorzystują bioremediację w nowatorski sposób, polegający na łączeniu procesów biologicznych z procesami fizycznymi. Koordynator projektu Tim Vogel mówi: „Jesteśmy dumni, że opracowaliśmy cztery innowacyjne technologie bioremediacji i jedno narzędzie wspomagania decyzji(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (DST). Technologie te są stosowane w przypadku substancji znajdujących się w glebie i wodach gruntowych, gdzie często istniejące procesy biologiczne są zbyt powolne lub hamowane przez mieszaninę zanieczyszczeń”. Procesy te to elektro-nano-bioremediacja (ENB), bioelektryczna remediacja (BER), tlenowy metaboliczny rozkład TCE (MBR) i wzmocniona fitoremediacja (EPR). Łącznie przetestowano 12 miejsc w Europie i Chinach. Vogel wyjaśnia: „W testach badano zdolność tych technologii do pracy w glebach i warstwach wodonośnych o różnych właściwościach, w tym wpływających na przepuszczalność, pH, stężenie i rodzaj zanieczyszczeń”.
Komercjalizacja rezultatów projektu
Jednym z głównych założeń projektu EiCLaR było komercyjne wykorzystanie technologii remediacji w ciągu trzech lat od jego zakończenia. W tym celu konsorcjum opracowało DST, czyli mapę drogową gotowości rynkowej. Trwa już komercjalizacja DST i dwóch z czterech technologii – ENB i BER. ENB, która działa na związkach halogenowanych, polega na wprowadzeniu elektrod i nanocząstek żelaza do skażonego obszaru. Pole elektryczne pozwala zregenerować nanocząsteczki, a następnie mikroorganizmy rozkładają pozostałe zanieczyszczenia. BER, która jest ukierunkowana na węglowodory ropopochodne, wykorzystuje system bioelektrochemiczny (BES), urządzenie, które przekształca energię chemiczną w energię elektryczną. Bakterie utleniają zanieczyszczenia, a uwolnione elektrony są przesyłane przez obwód systemu BES. Metoda BER ma potencjał do odzyskiwania energii z podłoża przy jednoczesnym usuwaniu zanieczyszczeń ze środowiska. Wciąż trwają testy terenowe MBR i EPR, dotyczące odpowiednio chlorowanych rozpuszczalników i metali ciężkich/organicznych. Technologie EiCLaR były badane w obiektach umożliwiających testowanie do 10 metrów sześciennych gleby. Te solidne testy terenowe przyniosły korzyści całemu projektowi. Realizacja projektu EiCLaR zakończyła się pod koniec 2024 r., a wszystkie opracowane w jego ramach technologie mają być gotowe do wprowadzenia na rynek w ciągu najbliższych trzech lat, dzięki czemu nasz świat powinien stać się czystszy i zdrowszy.
Słowa kluczowe
EiCLaR, bioremediacja, gleba, woda, zanieczyszczenie, bioremediacja in situ, elektro-nano-bioremediacja, bioelektrochemiczna remediacja, tlenowa degradacja metaboliczna TCE, ulepszona fitoremediacja
