Введение

Комплекс мероприятий, направленных на очистку и восстановление свойств природных сред, в частности почв, грунтов, донных осадков, называется ремедиацией. Биоремедиация - направление исследований и разработок, связанных с использованием биотехнологий для очистки природных сред. Биоремедиация загрязненной среды происходит под действием биологических процессов в мягких физико-химических условиях, при сохранении структуры почвы, её функциональных свойств.

Среди способов биоремедиации выделяют:

* Природное истощение или внутренняя биоремедиация;

* Биостимулирование in situ;

* Биоаугументация, использование биопрепаратов;

* Методы биоконцентрирования: биоадсорбция, биоаакумуляция, биоиммобилизация, образование связанных остатков;

* Биовыщелачивание;

* Реакционно активные биобарьеры: искусственные биогеохимические барьеры и биоэкраны;

* Биоремедиация ex situ (обработка в буртах, насыпях, компостирование и вермикомпостирование; биорыхление; обработка в биореакторах);

* Фиторемедиация

Биоаугментация - внесение экзогенного биологического материала в природную среду. В загрязненные среды вносятся выделенные из естественных источников специально отобранные, селекционированные микроорганизмы (в виде биопрепаратов), обладающие необходимой биодеградирующей активностью, устойчивые к высоким концентрациям поллютанта и не обладающие нежелательными побочными эффектами. Внесенные микроорганизмы разлагают основную массу загрязнений, снижают негативное их воздействие на биоту и тем самым стимулируют процессы самоочищения. Биоаугментация используется, если содержание загрязнений не превышает величин, угнетающих развитие внесенных микроорганизмов.

В основном отобранные микроорганизмы для получения биопрепаратов для биоремедиации относятся к бактериям, использующим углеводороды и органические ксенобиотики в качестве субстрата или косубстрата. Активные биодеструкторы выделены также и среди грибов, в частности среди грибов белой гнили Phanerochaete chrysosporium, обладающих лигниназной, пероксидазной, лактазной активностями, среди дрожжей pp. Candida, Yarrowia, Rhodotorula и среди цианобактерий. Препараты на основе грибов и дрожжей часто оказываются более эффективными в экстремальных условиях среды: при кислом pH, в сухих почвах или почвах, содержащих питательные вещества в виде локальных микроагрегатов, в условиях повышенного солесодержания. Плесневые грибы секретируют внеклеточные ферменты, которые расщепляют связи в сложных ароматических молекулах. Ферменты неспецифичны и способны разлагать широкий спектр соединений.

Многие ксенобиотики быстрее и полнее разрушаются при использовании биопрепаратов, полученных на основе смешанных популяций и ассоциаций микроорганизмов. Это характерно для таких ситуаций, когда отдельный вид организмов трансформирует одно соединение в другое, но не имеет ферментативной системы для его дальнейшей деградации. Смешанные культуры могут состоять из микроорганизмов, утилизирующих различные части многокомпонентного загрязнения. Накапливаемые метаболиты могут быть токсичны для одного из видов в сообществе, но усваиваться другими микроорганизмами, что также ускоряет в совокупности процесс их разложения.

Внесение биопрепаратов может оказывать положительное влияние на процессы очистки и вследствие косвенных эффектов: влиять на гумификацию органического вещества, трансформацию и разложение гуминовых кислот, образование более биодоступных форм углерода и азота, полифенолов, стимулирующих развитие растений, выделение различных веществ в прикорневой зоне растений и тем самым развитие микроорганизмов различных физиологических групп; минерализовать азотсодержащие ксенобиотики с выделением аммонийного или нитратного азота, что способствует развитию бактерий-нигрификаторов и денитрификаторов; обеспечивать источниками питания и энергии бактерии, образующие гидрофильные слизистые капсулы, удерживающие влагу в условиях ее дефицита; предотвращать полимеризацию и аккумуляцию в почве токсичных ксенобиотиков.