Jak rozłożyć zanieczyszczające substancje chemiczne

Na skutek skażenia wody ściekami z zakładów przemysłowych w Europie znajduje się blisko trzy miliony zanieczyszczonych miejsc. Związki zanieczyszczające wody gruntowe, takie jak chloroform, tetrachlorek węgla, trichloroetylen i tetra chloroetylen, są szczególnie trudne do usunięcia.

W ramach projektu IMOTEC-BOX (Isotopic and molecular techniques for determining the efficiency of in-situ bioremediation and chemical oxidation of chlorinated compounds), finansowanego ze środków UE, przeanalizowano metody biologiczne i chemiczne umożliwiające rozkład i usuwanie szkodliwych związków chemicznych, zanieczyszczających wody gruntowe.

Inicjatywa IMOTEC-BOX była kontynuacją wcześniejszego projektu, w którego ramach zbudowano rowy przechwytujące w silnie zanieczyszczonych, spękanych skałach warstw wodonośnych w Odenie w hiszpańskiej Katalonii. Odpady budowlane w postaci zawierającego wapień betonu rozkładały znajdujący się w rowach chloroform poprzez alkalizację pH wody.

Ponieważ w ten sposób rozkładowi ulegało tylko 30-40% chloroformu, w ramach projektu IMOTEC-BOX przetestowano inne metody usuwania pozostałych związków chlorowanych. Polegały one między innymi na dodawaniu związków niszczących zanieczyszczenia poprzez tworzenie przy kontakcie z nimi wysoce reaktywnych wolnych rodników lub przez wykorzystanie mikroorganizmów do rozkładania zanieczyszczeń.

Metody chemiczne były skuteczne w przypadku niektórych związków chlorowanych, ale nie rozkładały innych, na przykład tetrachlorku węgla. Związek ten był jednak w sposób naturalny rozkładany w rowach przechwytujących, być może za sprawą odchlorowywania z udziałem żelaza.

Użycie bakterii wytwarzających enzymy, które rozkładają chemikalia, to kolejny sposób na usuwanie zanieczyszczeń z wód gruntowych, noszący nazwę bioremediacji. Tak jak w przypadku oczyszczania chemicznego, niektóre związki chlorowane były odporne na rozkład mikrobiologiczny, a inne, na przykład chlorowane metany i chloroform, ulegały rozkładowi.

Próby symulacji lub udoskonalenia rozkładu mikrobiologicznego okazały się w dużej mierze nieskuteczne, choć uczonym udało się ustalić, że dodanie witaminy B12 przyspiesza biodegradację chlorowanych metanów. Uczeni zidentyfikowali także gen bakteryjny powiązany z rozkładaniem chloroformów. Ma on zostać wykorzystany jako wskaźnik do badania skuteczności przyszłych strategii biostymulacyjnych.

Wykorzystanie i udoskonalenie naturalnego rozkładu zachodzącego w zanieczyszczonych warstwach wodonośnych pozwoli na obniżenie kosztów zarządzania zanieczyszczonymi terenami, zgodnie z europejskimi normami bezpieczeństwa wody.