Применение микробных технологий в экологической рекультивации шахт (аннотация)Применение микробных технологий в экологической рекультивации шахт
Постоянное развитие горнодобывающей промышленности приводит к образованию большого количества отходов, которые могут вызвать загрязнение почвы, грунтовых вод и воздуха и привести к серьезным опасностям для различных экологических систем.
Длительное воздействие загрязненных участков шахт вредно для здоровья человека, поэтому рекультивация выработанных земель является неотложной экологической задачей. По сравнению с традиционными физико-химическими методами восстановления, такими как адсорбция, ионный обмен, осаждение, коагуляция, экстракция растворителями, электрокинетический метод и т.д., микробная обработка постепенно завоевывает все больше внимания благодаря преимуществам низкой стоимости и высокой экологичности. Поэтому в последнее десятилетие рекультивация шахт с использованием микроорганизмов широко изучается для восстановления экологических систем на различных участках шахт.
Подходы к восстановлению шахтных участков сильно различаются в зависимости от микробных сообществ и загрязняющих веществ и в полевых условиях многие вопросы остаются нерешенными. Учитывая пробелы в знаниях, всеобъемлющее понимание соответствующего подхода к биоремедиации является абсолютной необходимостью. Поэтому данный обзор сделан для восполнения пробелов в знаниях в сценарии реабилитации пострадавших шахтных участков. Обзор включает пять статей, посвященных различным аспектам экологической реабилитации шахт.
Liu et al. провели исследование по биоремедиации отработанного бурового шлама, состоящего из горного шлама (80%) и бурового раствора (20%), используя методы биоаугментации и фиторемедиации. Они пришли к выводу, что буровой шлам, инкубированный в теплице (в течение 120 дней) с бактериальными и грибковыми консорциумами растения Robinia pseudoacacia) дает возможность повысить эффективность удаления загрязняющих веществ по сравнению с естественным снижением.
Cockell et al. исследовали возможность осуществления биологической добычи в условиях внеземной гравитации в экспериментах ESA BioRock. Они продемонстрировали потенциальное использование микроорганизмов для добычи полезных ископаемых и биопромышленной практики в космосе при гравитации, отличной от 1g. Они заявили, что те же основы применимы для внеземной биомедиации и рециркуляции элементов за пределами Земли.
Загрязненная тяжелыми металлами почва, которая содержит высокотоксичные сурьму и кадмий в высоких концентрациях, была исследована Di et al. Авторы выделили из металлургических отходов (шлака) грибок, устойчивый к кадмию и сурьме, а именно Curvularia coatesiae XK8, который показал хороший потенциал в качестве биосорбента для восстановления почвы с эффективностью удаления 67,5%.
Загрязнение аммиачным азотом является препятствием для устойчивого развития редкоземельной промышленности. Hu et al. выделили Pseudomonas mosselii K17 (нитрифицирующие-денитрифицирующие, гетеротрофные бактерии) из элюционно-депонированных ресурсов редких земель. Штамм с эффективностью около 95% был способен удалять остаточный аммиачный раствор после выщелачивания редких земель.
Ревегетация является обязательным показателем для восстановления экосистем горнодобывающих районов. В этом контексте Chang et al. наблюдали за различиями в ключевых микробных кластерах, их молекулярной экологической сети и взаимодействии при различных моделях восстановления растительности и продемонстрировали корреляцию различных видов восстановления растительности с разнообразием микробных сообществ. Данная работа помогает эффективному пониманию естественного восстановления экосистем на экологически поврежденных горнодобывающих участках.
Мы надеемся, что настоящий обзор работ по микробной реабилитации отходов горнодобывающей промышленности будет полезен для исследователей соответствующей области.
