Классификация методов и технологий ремедиации

*Методы ремедиации можно разделить на небиологические (механические, фи- зико-химические, химические), биологические и комбинированные.

* По месту обработки: на месте (in situ), изъятие згрязненного материала и проводят анализ рядом с местом проведения (on site), вне места загрязнения (ex situ/off site).

Методы ex situ и on site: Данные методы в основном исп. при обработке глин и почв с низкой водопроницаемостью и при небольшом объеме загрязненных почв. При этом извлечение, перевозка, складирование и обработка проводятся таким образом, чтобы избежать перемешивания различных почвенных слоев и по возможности вернуть их в природную среду в том же порядке, что и до изъятия. Примеры: Методы фиксирования, стабилизации и отвердевания, методы фракционирования, выщелачивания, экстракции, промывки, термообработка, деструктивная очистка с исп. сильных окислителей, фотохим. обработка.

Методы in situ: Данными методами обрабатываются большие объемы почв и загрязненные территории, в ситуациях, когда изъятие почвы с загрязненного участка технически невозможно. К небиологическим методам in situ относится – локализация загрязнения, промывка и отдувка, термообработка, исп. сорбционных и механическими барьеров, деструктивная очистка и электрокинетическая обработка.

К биологичеким методам in situ относятся: * природное истощение или внутрен. биоремедиация; * биостимулирование in situ; * биоаугментация; * методы биоконцентрирования: биоадсорбция, биоаккумуляция, биоиммобилизация; * фиторемедиация.

Природное истощение или самоочищение – способ  пассивной очистки in situ, основанная на протекании естественных процессов, которые уменьшают мобильность загрязнения и его массу.

Самоочищение в природных средах – это комплексный процесс, включ. физические (механическое включение или захват почвенными агломератами), физико-хим. (сорбция внутри или на поверхности почвенного вещества, образование и осаждение коллоидов), хим. (ре-ции гидролиза, окисления, восстановления, деградации, полимеризации) и биологические (биотрансформация, биодеградация) механизмы превращения загрязнений.

При исп. процессов самоочищения не предусматриваются активные меры по устранению источника загрязнения, но при этом оценивается интенсивность самоочищения и определяются основные факторы, которые управляют природными процессами. В процессе мониторинга самоочищения проводится анализ направлений миграции загрязнений и распределения их конц. определяются потери загрязненных масс и микробная активность, также оцениваются риски воздействия загрязнений на окр. среду. Показателями самоочищающей способности и уровня загрязненности могут служить: микробный метаболический коэф. – это отношение дыхания почвенных МО к их биомассе и величина опадно-подстилочного коэф. – это отношение запасов орагн. ве-ва к растительному ве-ву в годичном опаде.

Биостимулирование in situ

Биостимулирование – активная in situ биоремедиация, которая предусматривает активизацию жизнедеятельности природного сообщества (аборигенной микрофлоры) путем создания оптимальных условий окр. среды: физико-хим. (обеспечение донорами и акцепторами электронов, компонентами питания, доп. субстратами).

В зависимости от кол-ва аборигенной микрофлоры биостимулирование проводят разными способами. Если кол-во аборигенной деструкторов маленькое, то сначала проводят их выделение из загрязненной почвы в лаб. условиях, затем выделенные МО культивируют в ферментерах (для увеличения их кол-ва) и затем вносят в место загрязнения.

Если кол-во аборигенных деструкторов содержится в почве в достаточном кол-ве, проводят их стимулирование непосредственно на месте их стимулирования. Обычно активность биодеструкторов лимитируется на месте O2, поэтому необходимо насыщать загрязнённую почву O2 для ускорения процесса очистки. Например: можно проводить путём подачи воды, насыщенной O2 воздуха или путём нагнетания воздуха (с помощью насоса). Для увеличения биодоступности гидрофобных и малорастворимых в воде органич. загрязнений могут быть исп. ПАВ, которые либо вносятся в места загрязнения, либо продуцируются (образуются) самими МО in situ.

ПАВ могут повышать биодоступность соединения в результате их солюбилизации и включения в мицеллы => облегчать транспорт ве-в внутрь бактериальных клеток и могут приводить к десорбции гидрофобных загрязнений с поверхности. Пример: МО синтезируют различные биоПАВ: фосфолипиды, липопептиды,липопротеины, гликолипиды, ЖК.

Для ускорения процесса биодеструкции исп. также добавки. Например: Удаление из почв хлорорган. растворителей можно ускорить используя добавки этанола. Этанол не только способствует повышению растворимости и доступности этих загрязнений МО, но и выступает в качестве донора электронов при микробиологическом восстановлении хлорорганических соед.

Для очистки сред, загрязненных тяж. Ме, радионуклидами, некоторыми ксенобиотиками гидрофобной природы, в частности ПАУ, эффективным может быть добавление хелатирующих агентов как синтетических (ЭДТА), так и природных. Например: природный комплексообразователь – β-циклодекстрин образует комплексы с УВ и десорбирует их из почвы, повышая их биодоступность и уменьшая токсичность => время очистки почвы сокращается в 2 раза.

Подвижность тяж. Ме в почве может быть повышена при добавлении водорастворимых высокомолекулярных носителей, аналогичных по св-вам природным фульвоки-там, которые могут связывать Ме. Для исп. в ремедиации такие носители должны иметь высокое сродство к загрязнителю, не адсорбироваться на поверхности почвенных частиц и быть подвижными в почвенной среде, т.е. не должны задерживаться в почве. Например: перспективными могут быть водорастворимые полимеры и лидерофоры, синтезируемые бактериями, также полимеры могут быть получены при культивировании бактериальных продуцентов и введены в почву с промывными водами.

Также внеклеточные полимеры МО состоят из полисахаридов, которые имеют большое число кислотных групп, которые при низких pH адсорбируются на поверхности почвенных частиц и связывают Ме.

Для улучшения питания аборигенных МО в почву вносят доп. Источники N2 и P в виде различных минеральных удобрений.

Если биодеградация загрязнений в почве лимитируется отсутствием оптимальных условий (t, pH, низкой проницаемостью), то в таких случаях эффекта в сочетание с биоремедиации с термическими, электрокинетическими и др. методами, позволяющими повысить биодоступность субстратов и улучшить условия для развития МО.