PL EN


Preferences help
enabled [disable] Abstract
Number of results
Journal
2015 | 64 | 1 | 145-164
Article title

Zanieczyszczenia gleb substancjami ropopochodnymi z uwzględnieniem biologicznych metod ich oczyszczenia

Authors
Content
Title variants
Languages of publication
PL EN
Abstracts
PL
W ciągu ostatnich dwóch dekad przeprowadzono wiele badań w celu określenia trwałości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w różnych środowiskach naturalnych, ich biodostępności oraz wpływu mikroflory autochtonicznej na stopień rozkładu tych zanieczyszczeń. Szacuje się, że ponad 90% całkowitego zanieczyszczenia WWA znajduje się w powierzchniowej warstwie gleby. Znanych jest szereg biologicznych metod rekultywacji gleby z zanieczyszczeń substancjami ropopochodnymi. Większość procesów bioremediacyjnych polega na stymulacji wzrostu mikroorganizmów obecnych w skażonym środowisku albo wprowadzaniu do gleby nowych szczepów bakteryjnych lub grzybowych zdolnych do rozkładu zanieczyszczenia. Poprawnie przeprowadzony proces bioaugmentacji polega nie tylko na wprowadzeniu do gleby aktywnego szczepu zdolnego do katabolicznego rozkładu węglowodoru ale również zdolnego do logarytmicznego wzrostu w warunkach skażenia. W glebie występuje najczęściej mieszanina węglowodorów aromatycznych dlatego też, degradacja zachodzi podczas licznych interakcji mikroorganizmów glebowych tj.: ko-metabolizm, indukcja. Ryzodegradacja jest procesem rozkładu zanieczyszczenia przy udziale mikroorganizmów obecnych w przykorzeniowej warstwie gleby tzw. ryzosferze. Fitoremediacja (fitoekstrakcja, fitostabilizacja, fitotransformacja) jest metodą in situ rozkładu węglowodoru z zastosowaniem roślin zdolnych do wzrostu na zanieczyszczonej powierzchni. Na podstawie szeregu badań dotyczących biologicznych metod oczyszczania gleb z substancji ropopochodnych można stwierdzić, iż biologiczne metody w porównaniu do metod fizykochemicznych są metodami tańszymi, bezpieczniejszymi i dającymi bardzo dobre efekty rozkładu zanieczyszczenia gleb wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi.
EN
During the last two decades numerous investigations were performed to determine the persistence of poly-aromatic hydrocarbons (PAH) in different natural environments and a possible role of indigenous microflora in the degradation of these contaminants. It is estimated that more than 90% of the total burden of PAH's resides in the surface layer of soils. There are known many biological methods of soil reclamation from oil pollution. Bioremediation of PAH's-contaminated sites has largely been carried out either by stimulation of microorganisms already present in the contaminated site or through bioaugmentation. Successful bioaugmentation requires not only a catabolically active inoculum but also a microbial strains or consortium that can survive in the target environment. PAH's are often present in the form of a mixture of compounds, so that their degradation may involve various interactions among PAH-degrading bacteria, such as co-metabolism, inhibition, induction. Rhizodegradation (also called enhanced rhizosphere biodegradation, phytostimulation, and plant assisted bioremediation) is the breakdown of organic contaminants in the soil enhanced by soil dwelling microbes living in the rhizosphere. Phytoremediation (phytoextraction, phytostabilization, phytotransformation) - the use of green plants able to grow in polluted sites was found to be a feasible approach for in situ clean-up of surface soils with from PAH's and diesel fuels. Results of many comparative investigations suggest that biological methods of soil reclamation from oil pollutants look as very promising owing to their low costs.
Keywords
Journal
Year
Volume
64
Issue
1
Pages
145-164
Physical description
Dates
published
2015
References
  • Alexander M., 1999. Biodegradation and bioremediation. Academic Press, San Diego, USA.
  • Andreoni V., Gianfreda L., 2007. Bioremediation and monitoring of aromatic - polluted habitats. Appl. Microbiol. Biotechnol. 76, 287-308.
  • Atlas R. M., 1995. Petroleum biodegradation and oil spill bioremediation. Mar. Pollut. Bull. 31, 178-182.
  • Baran S., Turski R., 1996. Degradacja ochrona i rekultywacja gleb. Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Lublinie.
  • Boszczyk-Maleszak H., Zabost A., Wolicka D., Kacieszczenko J., 2006. Effectiveness of biodegradation of petroleum products by mixed bacterial populations in liquid medium at different pH values. Pol. J. Microbiol. 55, 69-73.
  • Chaineau C. H., Morel J. L., Oudot J., 2000. Biodegradation of fuel oil hydrocarbons in the rhizosphere of maize. J. Environ. Qual. 29, 569-578.
  • Chaudhary P., Sharma R., Singh S. B., Nain L., 2011. Bioremediation of PAH by Streptomyces sp. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 86, 268-271.
  • Chen B., Yuan M., 2012. Enhanced dissipation of polycyclic aromatic hydrocarbons in the presence of fresh plant residues and their extracts. Environ. Pollut. 161, 199-205.
  • Curl E. A., Truelove B., 1986. The rhizosphere. Springer Verlag, Heidelberg, Berlin.
  • Czarnomski K., Izak E., 2008. Trwałe zanieczyszczenia organiczne w środowisku, Rozporządzenie Wspólnoty Europejskiej nr 850/2004. Materiały Informacyjne, Warszawa.
  • Dyrektywa, 2004. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie arsenu, kadmu, rtęci, niklu i wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w otaczającym powietrzu(2004L0107-PL-20.04.2009) http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?u
  • Gałązka A., Król M., Perzyński A., 2012. The efficiency of rhizosphere bioremediation with Azospirillum sp. and Pseudomonas stutzeri in soils freshly contaminated with PAHs and diesel fuel. Pol. J. Environ. Stud. 21, 345-353.
  • Gao Y., Zhu L., 2004. Plant uptake, accumulation and translocation of phenanthrene and pyrene in soils. Chemosphere 55, 1169-1178.
  • Gogoi B. K., Dutta N.N., Goswami P., Mohan T. R. K., 2003. A case study of bioremediation of petroleum-hydrocarbon contaminated soil at a crude oil spill. Adv. Environ. Res. 7, 757-782.
  • Hu J., Aitken M. D., 2012. Desorption of polycyclic aromatic hydrocarbons from field-contaminated soil to a two-dimensional hydrophobic surface before and after bioremediation. Chemosphere 89, 542-547.
  • Kabata-Pendias A., Piotrowska M., Motowicka-Terelak T., Maliszewska-Kordybach B., Filipiak K., Krakowiak A., Pietruch Cz., 1995. Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb; metale ciężkie, siarka, WWA. Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa.
  • Kallimanis A., Frillingos S., Drainas C., Koukkou A. I., 2007. Taxonomic identyfication, phenanthrene uptake activity, and membrane lipid alterations of the PAH degrading Arthrobacter sp. strain Sphe3. Appl. Microbiol. Biotechnol. 76, 709-717.
  • Klimiuk E., Łebkowska M., 2005. Biotechnologia w ochronie środowiska. Wyd. Nauk. PWN.
  • Kołwzan B., 2000. Biodegradacja produktów naftowych. [W:] Zanieczyszczenia naftowe w gruncie. Surygała J. (red.). Oficyna Wydawnicza PWr., Wrocław.
  • Kubiak M. S., 2013. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) - ich występowanie w środowisku i w żywności. Prob. Hig. Epidem. 94, 31-34.
  • Kurek E., Król M. J., Zielewicz-Dukowska J., Perzyński A., 2001. Rozkład produktów naftowych zanieczyszczających glebę przez bakterie wykorzystujące azot atmosferyczny. [W:] Ekologia w przemyśle rafineryjnym. Kielce, SITPNiG Oddział Warszawa, 153-162.
  • Lindgrena J. F., Hassellöva I.-M., Ingela Dahllöf I., 2014. PAH effects on meio- and microbial benthic communities strongly depend on bioavailability. Aquat. Toxicol. 146, 230-238.
  • Liste H.-H., Felgentreu D., 2006. Crop growth, culturable bacteria, and degradation of petrol hydrocarbons (PHCs) in a long-term contaminated field soil. Appl. Soil Ecol. 31, 43-52.
  • Liste H.-H., Prutz I,. 2006. Plant performance, dioxygenase - expressing rhizosphere bacteria, and biodegradation of weathered hydrocarbons in contaminated soil. Chemosphere 62, 1411-1420.
  • Lors Ch., Damidot D., Ponge J.-F., Périé F., 2012. Comparison of a bioremediation process of PAHs in a PAH-contaminated soil at field and laboratory scales. Environ. Pollut. 165, 11-17.
  • Lu X.-Y., Zhang T., Fang H., 2011. Bacteria-mediated PAH degradation in soil and sediment. Appl. Microbiol. Biotechnol. 89, 1357-1371.
  • Lu X.-Y., Li B., Zhang T., Fang H., 2012. Enhanced anoxic bioremediation of PAHs-contaminated sediment. Biores. Technol. 104, 51-58.
  • Ma B., Wang J., Xu M., He Y., Wang H., Wu L., Xu J., 2012. Evaluation of dissipation gradients of polycyclic aromatic hydrocarbons in rice rhizosphere utilizing a sequential extraction procedure. Environ. Pollut. 162, 413-421.
  • Mahmoudi N., Slater G. F., Juhasz A. L., 2013. Assessing limitations for PAH biodegradation in long-term contaminated soils using bioaccessibility assays. Water Air Soil Pollut. 224, 1-11.
  • Maliszewska-Kordybach B., 2005. Dissipation of polycyclic aromatic hydrocarbons in freshly contaminated soils - the effect of soil physicochemical properties and aging. Water Air Soil Pollut. 168, 113-128.
  • Maliszewska-Kordybach B., Gałązka R., Klimkowicz-Pawlas A., Smreczak B., Łysiak M., 2012. Czy gleby w Puławach są zanieczyszczone? Pol. J. Agronom. 9, 7-16.
  • Manahan S. E., 2006. Toksykologia środowiska, aspekty chemiczne i biochemiczne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
  • Mao J., Luo Y., Teng Y., Li Z., 2012. Bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbon-contaminated soil by a bacterial consortium and associated microbial community changes. Int. Biodeterior. Biodegrad. 70, 141-147.
  • Marchenko A. I., Vorobyov A. V., Dyadischev N. R., Socolov M. S., 2001. Enhanced degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in plant rhizosphere. [W:] Biogeochemical processes and cycling of elements in the environment. Polish Society of Humic Substances, Wrocław, 465-467.
  • Marchut-Mikołajczyk O., Kwapisz E., Antczak T., 2013. Enzymatyczna bioremediacja ksenobiotyków. Inżynieria i Ochrona Środowiska 16, 39-55.
  • Margesin R., Schinner F., 2001. Biodegradation and bioremediation of hydrocarbons in extreme environments. Appl. Microbiol. Biotechnol. 56, 650-663.
  • Merkl N., Schultze-Kraft R., Infante C., 2005. Assessment of tropical Grasses and legumes for phytoremediation of petroleum-contaminated soils. Water Air Soil Pollut. 165, 195-209.
  • Moody J. D., Freeman J. P., Doerge D. R., Cerniglia C. E., 2001. Degradation of phenanthrene and anthracene by cell suspensions of Mycobacterium sp. strain PYR-1. Appl. Environ. Microbiol. 67, 1476-1483.
  • Mrozik A., Piotrowska-Seget Z., Łabużek S., 2005. Bacteria in bioremediation of hydrocarbon-contaminated environments. Postęp. Mikrobiol. 44, 227-238.
  • Niepceron M., Martin-Laurent F., Crampon M., Portet-Koltalo F., Akpa-Vinceslas M., Legras M., Bru D., Bureau F., Bodilis J., 2013. GammaProteobacteria as a potential bioindicator of a multiple contamination by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in agricultural soils. Environ. Pollut. 180, 199-205.
  • Ortega-Calvo J. J., Marchenko A. I., Vorobyov A. V., Borovick R. V., 2003. Chemotaxis in polycyclic aromatic hydrocarbon - degrading bacteria isolated from coal - tar and oil - polluted rhizospheres. FEMS Microbiol. Ecol. 44, 373-381.
  • Ortega-Calvoa J. J., Tejeda-Agredanoa M. C., Jimenez-Sancheza C., Congiua E., Sungthonga R., Niqui-Arroyob J. L., Cantosa M., 2013. Is it possible to increase bioavailability but not environmental risk of PAHs in bioremediation? J. Hazard. Mat. 261, 733-745.
  • Parales R. E., Bruce N. C., Schmid A., Wackett L. P., 2002. biodegradation, biotransformation, and biocataslysis. Appl. Environ. Microbiol. 68, 4699-4709.
  • Podsiadło Ł., Krzyśko-Łupicka T., 2013. Techniki bioremediacji substancji ropopochodnych i metody oceny ich efektywności. Inżynieria i Ochrona Środowiska 16, 459-476.
  • Portet-Koltalo F., Ammami M. T., Benamar A., Wang H., Le Derf F., Duclairoir-Poc C., 2013. Investigation of the release of PAHs from artificially contaminated sediments using cyclolipopeptidic biosurfactants. J. Hazard. Mat. 261, 593-601.
  • Rozporządzenie, 2002. Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. Dz. U. 02.165.1359.
  • Samanta S. K., Singh O. V., Jain R. K., 2002. Polycyclic aromatic hydrocarbons: environmental pollution and bioremediation. Trends Biotechnol. 20, 243-248.
  • Semple K. T., Morriss A. W. J., Paton G. I., 2003. Bioavailability of hydrophobic organic contaminants in soils: fundamental concepts and techniques for analysis. Europ. J. Soil Sci. 54, 809-818.
  • Seo J.-S., Keum Y.-S., Harada R. M., Li Q. X., 2007. Isolation and characterization of bacteria capable of degrading polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and organopfosphorus pesticides from PAH-contaminated soil in Hilo, Hawaii. J. Agr. Food Chem. 55, 5718-5724.
  • Singh O. V., Jain R. K., 2003. Phytoremediation of toxic aromatic pollutants from soil. Appl. Microbiol. Biotechnol. 63, 128-135.
  • Siuta J., 2003. Ekologiczne i prawne aspekty rekultywacji gruntów zanieczyszczonych produktami ropy naftowej. Inż. Ekolog. 8, 1-6.
  • Smreczak B., Maliszewska-Kordybach B., 2003. Wpływ niektórych traw na ubytek antracenu i pirenu w glebach zanieczyszczonych tymi związkami. Zeszyty Post. Nauk Roln. 492, 329-339.
  • Swindell A., Reid B., 2006. Influence of diesel concentration on the fate of phenanthrene in soil. Environ. Poll. 140, 79-86.
  • Thavamani P., Megharaj M., Naidu R., 2012. Bioremediation of high molecular weight polyaromatic hydrocarbons co-contaminated with metals in liquid and soil slurries by metal tolerant PAHs degrading bacterial consortium. Biodegradation 23, 823-835.
  • Vogel T. M., 1996. Bioaugmentation as a soil bioremediation. Approach. Curr. Opin. Biotechnol. 7, 311-316.
  • Wang X., Gong Z., Li P., 2007. Degradation of Pyrene in Soil by Free and Immobilized Yeasts, Candida tropicals. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 78, 522-526.
  • Wojcieszyńska D., Greń I., Łabużek S. 2005. Dioksygenazy - kluczowe enzymy rozkładu związków aromatycznych przez drobnoustroje. Post. Mikrobiol. 44, 63-70.
  • Wójcik P., Tomaszewska B., 2005. Biotechnologia w remediacji zanieczyszczeń organicznych. Biotechnologia 4, 156-172.
  • Yu H., Xiao H., Wang D., 2014. Effects of soil properties and biosurfactant on the behavior of PAHs in soil-water systems. Environ. Syst. Res. 3, 1-12.
  • Zhang J., Yang J., Wang R., Hou H., Du X., Fan S., Liu J.-S., Dai J.-L., 2013. Effects of pollution sources and soil properties on distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons and risk assessment. Sci. Total Environ. 463-464, 1-10.
  • Zhong Y., Luan T., Wang X., Lan C., Tam N. F. Y., 2007. Influence of growth medium on cometabolic degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by Sphingomonas sp. strain PheB4. Appl. Microbiol. Biotechnol. 75, 175-186.
  • Zhou W., Zhu L., 2007. Efficiency of surfactant-enhanced desorption for contaminated soils depending on the component characteristics of soil-surfactant-PAH's system. Environ. Pollut. 147, 66-73.
  • Zhuang X., Chen J., Shim H., Bai Z., 2007. New advances in plant growth-promoting rhizobacteria for bioremediation. Environ. Intern. 33, 406-413.
Document Type
Publication order reference
YADDA identifier
bwmeta1.element.bwnjournal-article-ksv64p145kz
Identifiers
JavaScript is turned off in your web browser. Turn it on to take full advantage of this site, then refresh the page.