I contaminanti vengono convertiti in una forma meno pericolosa o immobilizzati durante la biodegradazione (attenuazione naturale). Questi meccanismi di trasformazione e immobilizzazione sono causati principalmente dalla biodegradazione da parte dei microrganismi e, in misura minore, dalle interazioni con la ritenzione chimica e geologica dei mezzi naturali. Questo meccanismo è specifico per il contaminante ed è stato approvato come approccio per il trattamento dei componenti del carburante, come BTEX (benzene, toluene, etilbenzene e xilene), ma non per numerose altre classi (Ganiyu et al., 2022). Il periodo richiesto per l’attenuazione naturale varia notevolmente a seconda delle condizioni del sito. Molti siti contaminati potrebbero non richiedere una strategia di bonifica estesa, e la bioattenuazione risulta sia economica che efficiente. In realtà, gli Stati Uniti hanno impiegato con successo una gamma di approcci di biorisanamento a costi circa dell’80–90% inferiori rispetto alle tecnologie di bonifica alternative basate su principi chimici e fisici. I costi post-bonifica sono significativamente ridotti con un’interferenza minima sul sito. Le biotecnologie industriali e ambientali favoriscono anche approcci innovativi, portando a processi che utilizzano tecnologie pulite per massimizzare la produzione generando meno residui (Rhea e Clark, 2022). Poiché la maggior parte dei suoli è oligotrofica o priva dei microrganismi necessari, la sola bioattenuazione diventa insufficiente e richiede molto tempo in molte circostanze.

Queste tecniche di ingegneria genetica e metabolica possono aiutare nel processo di biorisanamento (Liang et al., 2020). Per la modifica genica così come per l’ingegneria metabolica, i batteri che abitano i contaminanti sono un candidato ideale principale poiché sono impiegati per sopravvivere e insediarsi in condizioni stressanti di diversi xenobiotici tossici, refrattari e non degradabili. Inoltre, comprendere la via metabolica appare fondamentale nell’analisi del biorisanamento microbico (Plewniak et al., 2018). La Figura 5 illustra il ruolo della ricostruzione metabolica nel biorisanamento sintetico, impiegando sia percorsi in situ che ex situ per il trattamento dei contaminanti pericolosi.

Figura 5. Ruolo della ricostruzione metabolica nel biorisanamento sintetico tramite percorsi in situ ed ex situ per il biorisanamento di contaminanti pericolosi.