Journal de la technologie microbienne et biochimique

Abstrait

Bioremédiation bioélectrochimique et conventionnelle des polluants environnementaux

John M. Pisciotta et James J. Dolceamore Jr.

Les polluants chimiques peuvent avoir des effets néfastes sur la santé humaine et environnementale. Dans les sédiments, les polluants tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les métaux lourds et les pesticides peuvent exercer toute une série d'effets toxiques sur les organismes sensibles. Certains produits chimiques, dont le dichlorodiphényltrichloroéthane (DDT), divers produits pharmaceutiques et agents perturbateurs endocriniens (par exemple, le nonylphénol) sont récalcitrants dans les sédiments, ce qui complique leur élimination. Des agents tels que les dioxines s'accumulent dans les tissus végétaux et animaux utilisés pour la consommation humaine. La biorestauration traditionnelle utilise des organismes appliqués ou autochtones pour décomposer ou immobiliser ces contaminants environnementaux en des formes moins dangereuses. Les bactéries, les champignons et les phototrophes peuvent être utilisés comme catalyseurs peu coûteux et auto-réplicatifs pour métaboliser ou neutraliser les polluants. Les bactéries sont particulièrement utiles car leurs représentants métaboliquement polyvalents, notamment diverses espèces d'Actinomycètes, forment des spores, sont résistants à de multiples contaminants et survivent dans une large gamme de conditions environnementales. Malheureusement, la bioremédiation conventionnelle souffre de certains inconvénients, comme les difficultés de surveillance des processus souterrains. Ceux-ci peuvent être surmontés en utilisant des systèmes bioélectrochimiques microbiens (BES). Des études récentes démontrent que les BES tels que les piles à combustible microbiennes pour sédiments (sMFC) peuvent accélérer les taux de bioremédiation tout en couplant le métabolisme des polluants directement à la production de bioélectricité renouvelable. Les BES peuvent en outre servir de biocapteurs de polluants sensibles pour la surveillance à distance des progrès via les réseaux sans fil existants, facilitant l'optimisation de la bioremédiation. Nous passons ici en revue les progrès récents des technologies de bioremédiation conventionnelles et bioélectrochimiques pour les polluants courants en nous concentrant sur les polluants organiques récalcitrants des sédiments. Les questions émergentes, les opportunités et les inconvénients relatifs aux technologies microbiennes BES sont mis en évidence. L'utilisation de BES pour assainir des polluants chimiquement divers s'est avérée efficace ; cependant, il reste nécessaire de surmonter les limitations liées au temps de démarrage du processus BES, à la mise à l'échelle et à la conception, à la surveillance à distance et au coût des électrodes et des catalyseurs BES.