Ez a technológia azon alapszik, hogy a természetben található bizonyos gombák, penészek, baktériumok, vagyis a mikróbák képesek az egyes vegyületeket tápanyagként felhasználni. A technológiát már az ősi rómaiak is alkalmazták Kr. e. 600 évvel, amikor az óriási gödrökbe/tartályokba engedett szennyvizeket mikrobiológiailag tisztították.

Fotók forrása:unsplash.com

A bioremediáció viszont nem csupán felszíni, felszín alatti és szennyvizekre alkalmazható, hanem talaj vagy akár üledékek tisztítására is megfelel. A bioremediációs eljárás nagy előnye a többi technológiával szemben, hogy a tisztítás elvégezhető a helyszínen, illetve nem igényel jelentős munkaerőt és drága eszközöket, így a többinél akár 60—90 százalékkal gazdaságosabb lehet. Még egy óriási előnye, hogy az eltávolítást végző személy és a szennyezés között nincs szükség közvetlen kontaktusra. Sajnos bioremediációval nem tisztítható bármilyen szennyezés, mert csak a biológiailag bomló szennyezésekre lehet alkalmazni. A többi tisztítási eljárással szemben, mint amilyen például az exkaválás, jóval több időt vesz igénybe, illetve alkalmazhatósága és a biológiai tisztításának gyorsasága, hatékonysága környezeti feltételektől, a szennyezés kompozíciójától és mértékétől függ.

A környezeti feltételek közül nagyon fontos kiemelni a talajnedvességet, az oxigén jelenlétét vagy hiányát, a redoxpotenciált, tápanyagtartalmat, a pH-t, illetve a hőmérsékletet. A természetben sajnos nagyon sok olyan élőlény van, amely bizonyos körülmények között csak néhány specifikus elem vagy vegyület felhasználására specializálódott, így annak megfelelő megválasztásához rendkívül fontos a szennyezést és annak környezetét előzetesen részletesen megvizsgálni. A talajtisztításhoz szükséges biológia fennmaradásához lényeges, hogy a talajnak 25—85%-os vízmegtartó kapacitása legyen, a mikróbák életműködéséhez és növekedéséhez legyen elegendő tápanyag, a pH 5,5 és 8,5 közötti legyen, illetve a hőmérséklet ne essen 15 °C alá.

A bioremediációnak nagy nehézséget okoznak a magas fém- vagy nehézfémtartalmú szennyezések, amelyek az ipari forradalom óta leginkább olyan emberi tevékenységeknél keletkeznek, mint a bányászat, olajfinomítás, elektromosalkatrész-gyártás, illetve festékgyártás. Az ilyen tevékenységekből származó fémek és nehézfémek megnövekedett koncentrációja veszélyes az egész környezetre, és az embereknél szív-, ideg- és központi idegrendszeri megbetegedést, illetve rákot okozhat.

Óriási gond még például a tengereknél előforduló olajszennyezés, mely esetén rengeteg nehezen lebomló petróleum és nehézfémekből álló toxikus anyag kerülhet be hirtelen a vízbe. Ilyen eset volt például 1989-ben az Exxon Valdez nevű környezeti katasztrófa, amikor egy olajszállító tankhajó megfeneklett a zátonyokon, és mintegy 42 millió liter nyersolaj került a tengerbe, óriási pusztítást okozva. A tengereknél csupán a marinobacter nevezetű mikróba képes ilyen szintű toxicitást lebomlasztani.

A mikróbákat oxigénigényük alapján két nagy csoportra lehet osztani: az aerob és anaerob mikróbákra. Az aerobok azok, amelyek a környezetükben lévő oxigént használják fel a szennyezők bontására. Ilyenek például a Pseudomonas, a Rhodococcus és a Mycobacterium, melyek a peszticides és szénhidrogénes szennyeződéseknél alkalmazhatóak. Az anaerob mikróbák nem az oxigént, hanem más elemet vagy vegyületet használnak fel bontásra. Főleg poliklórozott bifenillel és klóralapú oldószerrel történő szennyezéseknél alkalmazzák ezeket a bioremediációs technológia során. Megemlíthetőek a metanotróf baktériumok is, melyek olyan aerob baktériumok, amelyek a metán felhasználásával termelnek maguknak energiát az élethez és a szaporodáshoz, s így bontják le a szennyezőket. Gombák közül kiemelendő a Phanerochaete chrysosporium, mely képes többféle toxikus környezeti szennyező eltávolítására is. Ez a gomba extracelluláris enzimeket szabadít fel, hogy a szennyezők összetett háromdimenziós szerkezetét olyan komponensekre bontsa le, amelyeket az anyagcseréjében felhasználhat.

Bioremediáció végezhető növényekkel is. A mikróbákkal és a gombákkal szemben a szennyezőket a növények felveszik, majd beépítik a szervezetükbe. Talajok és talajvizek bioremediációjára kiválóak az olyan gyors növekedésű és fejlett gyökérzetű fafajok, mint például a nyárfa és a fűzfa. Az ilyen fajok képesek akár 100 liter talajvizet is felszívni naponta.

Az emberek mindennap több tíz új élőlényt fedeznek fel, és ki tudja, lehet, hogy éppen azok fogják megoldani az emberiség legnagyobb, szennyezésekkel kapcsolatos problémáit.