Evolution of humic acids during ex situ bioremediation on a pilot level – The added value of the microbial activity

Abstract

Environmental pollution is a global problem, while bioremediation technology removes pollutants from the environment using microorganisms. This study was aimed at investigating how a bioremediation process affected soil humification. In soil polluted with petroleum and its derivatives that was submitted to bioremediation, besides the total petroleum hydrocarbons and the number of microorganisms, quantitative and qualitative changes of isolated humic acids were determined during the process. The bioremediation of 150 m3 of polluted soil lasted 150 days. The level of total petroleum hydrocarbons decreased by 86.6 %, while the level of humic acids increased by 26.5 %. The elemental analysis showed the reduction of C and the H/C ratio and the increase of O and the O/C ratio of isolated humic acids during the process. The ratio of absorbencies at 465 and 665 nm also increased. Based on this and the Fourier-transform infrared spectra, it was shown that the humic acids isolated at the end of bioremediation were enriched with oxygen functional groups and aromatic structures. This study provides one of the first insights into the relationship between bioremediation and humification, as well as evidence of how hydrocarbon-degrading microorganisms have a significant influence on changes to humic acid structure during bioremediation.

Загађење животне средине представља светски проблем, а биоремедијација је технологија којом се контаминанти уклањају из животне средине употребом микроорганизама. Циљ овог рада био је да се испита како процес биоремедијације утиче на хумификацију. У земљишту загађеном нафтом и њеним дериватима које је подвргнуто процесу биоремедијације, осим укупних нафтних угљоводоника и броја микроорганизама, одређене су квантитативне и квалитативне промене изолованих хуминских киселина. Биоремедијација 150 m3 загађеног земљишта је трајала 150 дана. Количина укупних нафтних угљоводоника током биоремедијације смањена је за 86,6 %, док се ниво хуминских киселина повећао за 26,5 %. Елементарна анализа je показала смањење количине угљеника и H/C односа, али и повећање кисеоника и О/C односа у изолованим хуминским киселинама током процеса. Такође је повећан однос апсорбанци на 465 и 665 nm. На основу ових резултата и инфрацрвених спектара показано је да су хуминске киселине са краја биоремедијације обогаћене функционалним групама кисеоника и ароматичним структурама. Студија показује један од првих увида у однос између биоремедијације и хумификације, као и доказ да микроорганизми који разграђују угљоводонике имају значајан утицај на структуру хуминских киселина.