O termo "orgânico" pode sugerir o oposto de poluição, mas muitas substâncias de origem orgânica são tóxicas. Petróleo vem de algas antigas, mas libera benzeno e tolueno, poluentes com efeitos adversos. Lista de outros poluentes orgânicos é longa. Muitos podem ser transformados em materiais benignos por processos biológicos (biorremediação).
EPA define biorremediação como "tecnologia de tratabilidade que usa atividade biológica para reduzir concentração e/ou toxicidade de poluente". Processo descrito como biotransformação ou biodegradação. Bactérias são protagonistas: decompõem compostos orgânicos tóxicos no nível molecular, alternativa a remover solo para incineração e vitrificação caras.
Solo poluído por compostos orgânicos tóxicos pode ser remediado degradando poluentes com bactérias endofíticas ou rizosféricas. Endofíticas: bactérias não patogênicas que residem em plantas; rizosféricas: associam-se a plantas na região radicular. Endofíticas levam compostos para dentro da planta e degradam alguns; rizosféricas contactam poluentes diretamente no solo. Solo não tratado perto de raízes tem >300x mais bactérias que solo sem raízes.
Experimentos de biodegradação endofítica levaram a dois métodos promissores de remediação de solo. Um: choupo híbrido (Populus deltoides × Populus nigra) com bactéria metilotrófica endofítica, eficaz em compostos orgânicos voláteis (benzeno, tolueno) e resíduos de explosivos. Outro: inoculação de leguminosas (família da ervilha) com bactérias Pseudomonas; plantas degradaram herbicidas organoclorados.
Petróleo e alcatrão de carvão geram naftaleno, composto orgânico tóxico (também em naftalina). Naftaleno danifica raízes; mas experimentos com Pseudomonas na rizosfera de gramíneas prosperaram e parecem proteger raízes dos efeitos do naftaleno. Leguminosa perene "erva-ruiva" (goat's rue) eficaz na biodegradação de BTEX e outros compostos de petróleo/gasolina, via atividade rizosférica de bactérias e fungos.