Mikroorganizmai yra mikroskopiniai organizmai, klasifikuojami pagal dvi pagrindines gyvybės sritis: archeos ir eubakterijos. Jie apima platų gyvybės formų spektrą, įskaitant pirminius gamintojus, kurie paverčia šviesą ar cheminius junginius energija, taip pat heterotrofus ir skaidytojus, kurie maitinasi iš išorinių šaltinių. Mikroorganizmai yra plačiai paplitę gamtoje ir randami beveik kiekvienoje Žemės aplinkoje.

Šie maži organizmai atlieka svarbų vaidmenį žmogaus gyvenime. Jie padeda valyti teršalus, praturtina dirvožemio derlingumą, prisideda prie maisto technologijų pažangos ir sintezuoja mūsų sveikatai būtinas maistines medžiagas. Daugeliu atvejų mes sugyvename su mikrobais, net nesuvokdami jų buvimo.
Nors daugelis mikrobų atlieka apsaugines funkcijas, pavyzdžiui, apsaugo mus nuo kenksmingų patogenų, kiti gali turėti neigiamą poveikį. Jie gali sukelti ligų protrūkius, sugadinti maistą arba prisidėti prie medžiagų irimo ir skilimo (Postgate, 2003).

  • Mikrobinės sanavimo strategijos ir technologijos 

Mikrobinis valymas yra valymo metodas, kuris naudoja natūralias mikroorganizmų funkcijas dirvožemyje, kad teršalai taptų netoksiški, ir paprastai apima biologinį papildymą ir biostimuliaciją. Dėl savo mažo kiekio ir silpno skilimo gebėjimo, vietiniai mikroorganizmai nuolat
ribojami teršalų toksiškumo bendrai užterštoje aplinkoje. Bioaugmentacija apima privalomų skilimo bakterijų ir keliems sunkiųjų metalų (HM) atsparių štamų derinį, siekiant pašalinti tikslinius teršalus (3 pav.). Biostimuliacija gerina dirvožemio kokybę, įvedant augimo hormonus ir maistines medžiagas, skatinančias vietinės mikrofloros vystymąsi. Tačiau toliau aptariamos įvairios mikrobiologinės remediacijos technologijos. 

3 pav. – In vitro bakterinės bioremediacijos mechanizmai užterštoje aplinkoje, šaltinis: Sharma et al., 2022

  • In situ biologinio valymo technikos 

Šis sanavimas pašalina būtinybę išgauti užterštą dirvožemį ir transportuoti jį į ne vietoje esančias apdorojimo įrenginius, taip sumažinant dirvožemio sutrikdymą, minimalizuojant pagalbininkų ir bendruomenės poveikį toksinams ir potencialiai sumažinant apdorojimo išlaidas. Dirvožemio pralaidumas, užterštumo gylis, temperatūra ir tikėtinas cheminis gilus išplovimas yra svarbūs lauko charakteristikos, į kurias reikia atsižvelgti (Fasani et al., 2018). Teršalų valymas in situ pavaizduotas 4 paveiksle.

4 paveikslas. Mikrobiologinis biologinis valymas užterštų vietų atkūrimui vietoje ir ne vietoje, šaltinis: Sharma et al., 2022

Mikroorganizmai neskaido reikšmingų teršalų, bet veikia jų fizikines ir chemines savybes (Sharma et al., 2021f; Sharma et al., 2021g). Sutvarkymo komponentas apima intraląstelinį kaupimąsi, tolesnį ląstelių kompleksų formavimąsi ir oksidacijos-redukcijos arba nusodinimo skaičiavimus. Pavojingi sunkieji metalai yra plačiai paplitę pramoniniuose procesuose ir yra reikšmingi aplinkos teršalai. Molekulinė filtracija metalams išgauti iš žemos kokybės medžiagų buvo paprasta ir sėkminga (Dhaliwal et al., 2020). Pseudomonas sp., Bacillus sp., Torulopsis bombicola, Desulfuromonas palmitatis ir kiti mikroorganizmai gali detoksikuoti mechanines atliekas, nuotekų dumbalus ir remediuoti likučius bei dirvožemį, užterštą sunkiųjų metalų (HMs) (Priya ir Nagan, 2015). Mikroorganizmų biomasė turi įvairias biosorbcijos savybes, o tarp rūšių yra esminių skirtumų. Jų nepaprastas biosorbcijos gebėjimas priskiriamas didesniam tūrio ir paviršiaus santykiui bei tikėtinoms sudėtingos cheminės adsorbcijos vietoms, pirmiausia ląstelių membranose (Li et al., 2019). Mikroorganizmai dažnai yra atsparesni ir ilgiau išlieka mišriose kultūrose. Todėl pasėlių konsorciumai yra metaboliniu požiūriu dominuojantys metalų biosorbcijai ir todėl tinka didelio masto taikymams. Tačiau, kadangi kiekvienos mikroorganizmo ląstelės biosorbcijos gebėjimas skiriasi, jis priklauso nuo konkrečių apdorojimo ir bandymo sąlygų (Dhaliwal et al., 2020).