Wat is bioremediatie?
Bioremediatie is een techniek voor afvalbeheer die gebruikmaakt van levende organismen die bioremediators worden genoemd om verontreinigende stoffen te neutraliseren, af te breken of te verwijderen van een verontreinigde site. De EPA definieert bioremediatie als "behandeling die van nature voorkomende organismen gebruikt om gevaarlijke stoffen af te breken tot minder toxische of niet-toxische stoffen". Bioremediatie kan worden uitgevoerd op de plaats van besmetting die bekend staat als in situ bioremediatie of het kan worden uitgevoerd op een andere locatie na het verzamelen van het afvalmateriaal naar een aparte behandelingssite voor bioremediatie. Het proces van bioremediatie kan van nature voorkomen of moet worden gestimuleerd met de toevoeging van zuurstof en meststoffen.
Gebruikte methoden
Bij in-situ bioremediatie wordt de ontsmetting van een site uitgevoerd door de endogene microbiële populaties van de site. De microben die de plek bewonen, zijn al aangepast aan de organisch-chemische afvalstoffen en kunnen zo het afval degraderen via de verschillende biochemische reacties die ze uitvoeren. Soms, wanneer bepaalde factoren zoals zuurstof of minerale voedingsstoffen beperkend worden, kunnen de microben mogelijk niet in staat zijn om hun bioremediatie uit te voeren. Onder dergelijke omstandigheden worden echter de beperkende factoren toegevoegd aan de site, een proces dat bekend staat als enhanced bioremediation, om een nieuwe ronde van microbiële activiteit aan te moedigen. Het gebruik van pompen en blazers om vacuüm in de grond te creëren om lucht in de lege ruimte te blazen om zuurstof aan de microben te leveren, staat bekend als bioventilatie. Met een nieuwe toevoer van lucht zetten de microben hun bioremediatieactiviteiten opnieuw op en breken ze grote hoeveelheden organisch afval af. Ex-situ bioremediatie wordt uitgevoerd via verschillende technieken zoals composteren, "land-farming", of door bovengrondse bioreactoren te gebruiken. De bovengrondse bioreactoren, gebaseerd op dezelfde technologie als eenvoudige fermentatie, worden gebruikt voor de behandeling van verontreinigde grond of water. Andere technieken die worden gebruikt in bioremediatie zijn fytoremediatie (waarbij planten verontreinigingen uit de bodem absorberen en de verontreinigingen in hun weefsels metaboliseren), bioleaching (metalen worden door microben uit hun ertsen geëxtraheerd), en rhizofiltration (de passage van water door een massa wortels om de wortels in staat te stellen de verontreinigingen in water op te nemen).
successen
Bioremediatie is het meest succesvol geweest in het opruimen van olielozingen in de oceanen. Bijvoorbeeld, de Exxon Valdez olieramp van 1989 in Alaska leidde tot de release van bijna 11 tot 38 miljoen gallons ruwe olie in de Prince William Sound, met ernstige gevolgen voor de 350-mijlen van de kustlijn in de regio. Een van de belangrijke manieren om deze olieramp op te ruimen, was door verbeterde in-situ bioremediatie-technieken te gebruiken, waarbij meststoffen werden toegevoegd om voedingsstoffen aan de microben te leveren bij het opruimen van de olieramp door hun metabole werking. superbugs (verschillend van de resistente microben) werden ook door wetenschappers gemaakt, de eerste die in het laboratorium werd ontwikkeld door de Indiaanse Amerikaanse wetenschapper Ananda Mohan Chakrabarty in de 1970's. Deze superbugs zijn micro-organismen die genetisch zijn getransformeerd om hen te voorzien van genen die deze microben helpen toxische complexe koolwaterstoffen, zoals die welke bij olielozingen worden aangetroffen, af te breken tot minder schadelijke stoffen. In 1980 behaalde Chakrabarty een patent op zijn 'superbug', dit is het eerste patent dat ooit is verleend voor een genetisch gemanipuleerd organisme. Indien geïntroduceerd in de natuurlijke omgeving waar olielozingen hebben plaatsgevonden, zouden deze superboten een vitale rol kunnen spelen bij het opruimen van het gebied.
tegenslagen
Bioremediatie is een nieuwe technologie in de beginjaren. Voor een succesvol bioremediatieprogramma zijn experts nodig uit verschillende disciplines, zoals microbiologie, engineering, geologie en bodembiologie, om een succesvol bioremediatieprogramma op te zetten, uit te voeren en te voltooien. Tot nu toe ontbreekt het echter aan voldoende personeel dat goed genoeg is opgeleid om de bioremediatieprocedures uit te voeren. Aangezien deze technologie niet wordt geassocieerd met winstgevende eindproducten, is investeren in onderzoek en ontwikkeling bij bioremediëring traag. Meer intensief onderzoek is nodig om microben te produceren die efficiënter zijn in het afbreken van de zeer complexe koolwaterstoffen, maar de financiering is slecht in deze sector. Ook heeft elke afvallocatie zijn eigen vereiste en dus moet een bioremediatieprogramma effectief worden afgestemd op elke locatie, waarbij wederom voldoende mankracht, tijd en geld nodig zijn.
Wat brengt de toekomst?
Als bioremediatie populairder wordt, moeten de bovengenoemde beperkende factoren verdwijnen. De behoefte aan bioremediatie is meer dan ooit in de wereld van vandaag, waar milieuvervuiling met de aggregatie van grote hoeveelheden afvalstoffen op het aardoppervlak en olielozingen die de oceanen bedekken, leidt tot een groot verlies aan flora en fauna en de gezondheid van de mens beïnvloedt nadelig. Onder dergelijke omstandigheden belooft bioremediatie een natuurlijke en effectieve oplossing voor het probleem en er is hoop dat deze technologie in de toekomst op grotere schaal zal worden ingezet om giftig afval op aarde op te ruimen.
