1.1. Βιοεξυγίανση μολυσμένων με βαρέα μέταλλα οικοσυστημάτων

Όλα τα μέταλλα, ανεξάρτητα αν είναι απαραίτητα για τη ζωή ή όχι, παρουσιάζουν τοξικές ιδιότητες σε υψηλές συγκεντρώσεις. Αφού βρεθεί στον ζωντανό οργανισμό, ένας ρυπαντής μπορεί να εκδηλώσει την βλαβερή του δράση. Επομένως η επίδραση ενός ρυπαντή είναι ανάλογη με τη συγκέντρωσή του στον χώρο της δράσης του. Η τοξικότητα των μετάλλων αυξάνεται σε όξινο περιβάλλον, σε οικοσυστήματα με ανεπάρκεια θρεπτικών ουσιών και σε περίπτωση κακής φυσικής κατάστασης.

Μπορεί να γίνει προσπάθεια εξυγίανσης με τη βοήθεια συμβατικών μέτρων, όπως αποθήκευση και απόπλυση, εκσκαφή και ταφή, και έκπλυση του εδάφους. Η ευρεία χρήση χώρων απόρριψης στερεών αποβλήτων για την διάθεση οικιακών και βιομηχανικών απορριμμάτων, καθώς και η εσφαλμένη εφαρμογή αγροχημικών ουσιών, έχει οδηγήσει στη δημιουργία τεράστιων ποσοτήτων διηθημάτων, τα οποία μολύνουν τα υπόγεια ύδατα. Η δυνητική μόλυνση των υπόγειων υδάτων από τα διηθήματα έχει επιβάλει τον σχεδιασμό καινοτόμων μηχανικών μελετών για τον σχεδιασμό χώρων απόρριψης. Η εξυγίανση των οικοσυστημάτων, μολυσμένων με βαρέα μέταλλα, μπορεί να πραγματοποιηθεί με διαδικασίες όπως ιοντοεναλλαγή, κατακάθισμα, αντίστροφη ώσμωση, εξάτμιση ή χημική αναγωγή. Λόγω διάφορων προβλημάτων όμως, όπως π.χ. μόλυνση των μεμβρανών, υψηλά έξοδα, υψηλή κατανάλωση ενέργειας και χαμηλή αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσης, αυτές οι διαδικασίες έχουν περιορισμένη εφαρμογή στην βιομηχανία. Κατά την επιλογή πιο κατάλληλης μεθόδου καθαρισμού των βαρέων μετάλλων (όπως Cu, Ar, Pb και Zn) και κυανιδίων από μολυσμένα οικοσυστήματα, παράγοντες-κλειδί αποτελούν η τεχνική εφαρμοσιμότητα, η οικονομική βιωσιμότητα και η απλοποίηση των εγκαταστάσεων. Πιο αποτελεσματικές για την απομάκρυνση βαρέων μετάλλων από τα μολυσμένα οικοσυστήματα είναι οι νεότερες τεχνολογίες όπως η φωτοκαταλυτική αναγωγή, επιφανειοδραστικές μεμβράνες και επιφανειακός σχηματισμός συμπλόκων.