Mikroorganizmy na służbie
Niektóre fizyczne i chemiczne metody oczyszczania mające prowadzić do rekultywacji skażonych gruntów polegają na ekstrakcji z parą wodną, obmywaniu gleby, przeprowadzaniu odpadów w stan stały i ich stabilizacji, termicznej desorpcji, rozdzielaniu technikami elektrokinetycznymi, spalaniu, ekstrakcji za pomocą rozpuszczalników, procesach utleniania i redukcji, i usuwania związków chlorowcowych drogą chemiczną. Chociaż metody te są skuteczne w przypadku usuwania zanieczyszczeń, są one na ogół pomyślane jako rozwiązania doraźne i często zanieczyszczenia te przenoszą się do ośrodka. Obecnie bioremediacja stanowi jedyną metodę rekultywacji gleby, która oznacza skuteczne przekształcenie zanieczyszczeń w nieszkodliwe substancje; ponadto jest to metoda bardzo efektywna i ekonomiczna [7].

Bioremediacja substancji ropopochodnych to technika łącząca osiągnięcia mikrobiologii wraz z ekologią mikroorganizmów, biochemią, genetyką i chemią. Najczęściej stosowanymi technikami w bioremediacji zanieczyszczeń jest biostymulacja oraz bioaugmentacja. Pierwsza polega na wzbogacaniu środowiska naturalnego w związki odżywcze i zapewnieniu optymalnych warunków środowiskowych (temperatura, pH, natlenienie). Bioaugmentacja opiera się na wprowadzaniu do środowiska wyselekcjonowanych szczepów mikroorganizmów zdolnych do rozkładu ksenobiotyków w formie pozwalającej na uzyskanie wysokiej i długotrwałej aktywności drobnoustrojów [8, 9]. Lata poszukiwań pozwoliły wyizolować mikroorganizmy ze środowiska naturalnego, w konsekwencji można było zanalizować ich właściwości, zachowanie i sposób rozmnażania. W ten to sposób udało się ustalić specyficzną i dokładną rolę bakterii w procesie degradacji węglowodorów w środowisku naturalnym. W procesie remediacji biologicznej za pomocą grzybów lub bakterii, które wykorzystują źródło energii, jakim są produkty naftowe w swoim procesie metabolizmu, w szczególności w trakcie procesów tlenowych, większość produktów naftowych ulega rozkładowi biologicznemu (biodegradacji). Czynnikami wpływającymi na proces biodegradacji są [10]:

• obecności mikroorganizmów degradujących i współzawodniczących,
• stężenia i dostępności zanieczyszczeń, tlenu lub innych związków utleniających, wilgotności gruntu,
• warunków redox,
• pH i temperatura.

Rozróżnia się dwie metody funkcjonowania bakterii za względu na potencjał redox:

• aerobowe,
• anaerobowe.

W przypadku reakcji aerobowych, tlen jest używany jako akceptor elektronów w reakcji utleniania węgla ze związków substancji zanieczyszczającej. W efekcie pojawia się CO₂ i węgiel, który wykorzystywany jest do budowy nowej masy komórkowej bakterii, tlen zredukowany jest do H₂O. Większość bakterii funkcjonuje w sposób aerobowy i w technikach biooczyszczania korzysta się częściej z tej metody, ponieważ w tym przypadku metabolizm jest 10-100 razy szybszy. Na sukces bioremediacji ma wpływ wiele czynników, a bardzo istotna jest dostępność pierwiastków biogennych: azotu i fosforu.