1.2.1. Μικροβιολογική βιοεξυγίανση οργανικών ρυπαντών

Οι βασικές στρατηγικές εξυγίανσης μολυσμένων με υδρογονάνθρακες εδαφών in situ είναι η βιοδιέγερση, η βιοαύξηση και ο βιοαερισμός.

Η διαδικασία βιοδιέγερσης περιλαμβάνει την ενίσχυση του μεταβολισμού των αυτοχθόνων μικροοργανισμών μέσω διαχείρισης των παραγόντων του περιβάλλοντος και των θρεπτικών ουσιών. Όταν οι αυτόχθονες μικροβιακές κοινωνίες δεν κατέχουν το απαραίτητο καταβολικό δυναμικό, για την πραγματοποίηση βιοαύξησης είναι απαραίτητη η εισαγωγή αυτοχθόνων ή εξωγενών μικροοργανισμών, οι οποίοι αποδομούν υδρογονάνθρακες. Με σκοπό την αύξηση του αερόβιου μεταβολισμού των οργανικών ενώσεων εφαρμόζεται βιοαερισμός μέσω δικτύου διάτρητων σωλήνων για την παροχή αέρα (είτε παθητική, είτε μέσω αναγκαστικού αερισμού).

Οι πιο διαδεδομένες τεχνολογίες για βιοεξυγίανση μολυσμένων με πετρέλαιο εδαφών ex situ είναι οι βιοσωροί, η κομποστοποίηση και η αγροκαλλιέργεια σε ελεγχόμενες συνθήκες (landfarming). Ο σκοπός τους είναι η αποδόμηση υδρογονανθράκων με την πρόσθεση φθηνών θρεπτικών ουσιών και οξυγόνου.

Κατά την αγροκαλλιέργεια η ελεγχόμενη διανομή οργανικών αποβλήτων στην επιφάνεια του εδάφους επιτρέπει στους αυτόχθονους μικροοργανισμούς να αποδομήσουν τους οργανικούς ρύπους σε αερόβιες συνθήκες. Αυτή είναι μια από τις πιο συχνές τεχνολογίες εξυγίανσης εδαφών, μολυσμένων με υδρογονάνθρακες πετρελαίου. Η τεχνολογία περιλαμβάνει την επεξεργασία λεπτού στρώματος μολυσμένου εδάφους (με πάχος έως 1.0 μ) σε περιφραγμένο χώρο, κατά την οποία παρέχονται θρεπτικές ουσίες και διεξάγεται αερισμός του εδάφους μέσω τακτικού οργώματος με στόχο την ενεργοποίηση της βιοαποδόμησης των υδρογονανθράκων του πετρελαίου και την μετατροπή τους σε πτητικές μορφές. Οι στρατηγικές επεξεργασίας διαφέρουν ανάλογα με τους χώρους αγροκαλλιέργειας και προσαρμόζονται στις ιδιαιτερότητες του τόπου όπως κλίμα, τοποθεσία, είδος του εδάφους και θερμοκρασία. Μπορούν να προσθέτουν θρεπτικά βελτιωτικά, ρυθμιστικά διαλύματα του Ph και διογκωτικά μέσα για την διευκόλυνση του αερισμού των συνυποστρωμάτων, του μικροβιακού μεταβολισμού ή των βακτηριακών εμβολιασμών και μπορούν να αυξήσουν σημαντικά την αποτελεσματικότητα της βιοεξυγίανσης.

Οι βιοσωροί και η υπαίθρια κομποστοποίηση σε αύλακες περιλαμβάνουν ανάμιξη του μολυσμένου εδάφους με οργανικό υλικό για διογκωτικό μέσο. Αυτό το μείγμα ευνοεί την μικροβιακή δραστηριότητα, καθώς βελτιώνει την μηχανική δομή του εδάφους, τον αερισμό και τη διατήρηση της υγρασίας. Η βασική διαφορά ανάμεσα στις δυο τεχνολογίες είναι ο αερισμός και η μεθοδολογία. Ενώ τα κομπόστ αερίζονται μέσω περιοδικής αναστροφής του μείγματος του εδάφους και του διογκωτικού μέσου μέσω μετατροποποιημένου αναστροφέα , στους βιοσωρούς ο αέρας προμηθεύεται μέσω δικτύου σωλήνων. Οι βιοσωροί και η υπαίθρια κομποστοποίηση εφαρμόζονται με επιτυχία για την εξυγίανση ευρύ φάσματος ρύπων.