Szennyezőanyagot bontó sejtkoncentráció meghatározása határhígításos eljárással

Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group

Organisation/Data provider's nameBudapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
Name of contact
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória
Telephone/fax
+36-1-4632347
Method Hungarian nameSzennyezőanyagot bontó sejtkoncentráció meghatározása határhígításos eljárással
Method name
Estimation the population density of the specialized hydrocarbon degrading cells by Most Probable Number procedure
Stage of development
after application
Name and number of the project
BIO-00066/2000
Method type
laboratory test: measurement of biodegradation based on biochemical characteristics
Other type
Biológiai aktivitás mérése
Other test types
sejtkoncentáció
Endpoint of the test
Other
Other endpoint
Sejtkoncentráció a talajban
Number of used species
multi species test
Test organisms
Soil microflora
Exposition scenario
Characterisation of air
Duration of the test
short term = acute
Reproducibility (%)
60.00
Deviation (%)
20.00
Selectivity
non-selective
Contaminant group|Typical contaminant
  • Petroleum derivatives (TPH)
  • diesel oil
Lower limit
1 000.00 mg/kg
Upper limit
50 000.00 mg/kg
Reproducibility (%)
50.00
Deviation (%)
30.00
Selectivity
non-selective
Contaminant group|Typical contaminant
  • Petroleum derivatives (TPH)
  • residual fuel = mazout= black oil
Lower limit
100.00 mg/kg
Upper limit
20 000.00 mg/kg
Reproducibility (%)
60.00
Deviation (%)
20.00
Selectivity
non-selective
Contaminant group|Typical contaminant
  • Petroleum derivatives (TPH)
  • engine oil/lubricating oil
Lower limit
1 000.00 mg/kg
Upper limit
30 000.00 mg/kg
Instrument/equipment needed to perform the measurement
steril fülke (lamináris box), termosztát, autokláv, steril szűrő
Other necessary equipment/tools
általános mikrobiológiai laboratóriumi eszközök (pipetták, kémcsövek, mérleg, vortex)
Standard materials for the test
mesterséges elektronakceptor: INT (2-(p-jódfenil)-3-(p-nitrofenil)-5-feniltetrazólium-klorid)
Reagents/materials for the test
tápsóoldat, steril szubsztrát (szennyezőanyag)
How many samples are needed
1,5 - 2,5 g
How many tests can be performed simultaneously with one equipment
20
Data processing level
data input in PC, data evaluation by excel or other software
Necessary qualification
secondary education (chemical technician, chemical worker, laboratory assistant)
Type of laboratory for testing
microbiological laboratory
Purchase price of the equipment
4.000 - 8.000 Euro
Labour cost/measurement
4 - 8 Euro
Total cost/measurement
20 - 40 Euro
Brief concise description explaining the innovation

Egy bizonyos szerves anyag bontására, energiaforrásul történő hasznosítására képes sejtek koncentrációját úgy határozhatjuk meg egy környezeti mintában (talaj, üledék, víz, hulladék, stb.) hogy a minta kis mennyiségéhez (és az abból készült hígítási sorhoz) olyan tápoldatot teszünk, mely szénforrásként kizárólag csak a kérdéses anyagot tartalmazza. Ha vannak a mintában a kérdéses szerves anyagot bontani képes mikroorganizmusok, akkor azok energiát kezdenek termelni a szerves anyagból. Az energiatermelés során a légzési lánc mentén elektronok vándorolnak, ennek hatására az indikátorként használt adalék elszíneződik. A szín megjelenése = energiatermelés = a szerves anyag bontása.

Typical (recommended) application of the method

A környezet spontán kialakult bontóképességének, biodegradációs potenciáljának bizonyítása és mértékének kimérése.
Adaptációs folyamatok követése.
Talajremediáció követése.
Technológiai beavatkozások követése.

Limits of the method

Lassú, legalább 4-7 nap szükséges a kivitelezésére.
Nagy tápanyagtartalmú környezeti minták esetén nem szelektív a kérdéses szerves anyagra.

Is there any Protocol
yes
Detailed Protocol

A vizsgálandó mintákból (talaj v. víz) steril kémcsövekbe 0,5–0,5 g-t mérünk, amit 4,5 ml tápsóoldatban szuszpendálunk. Ebből a szuszpenzióból tízszeres léptékű hígítási sort készítünk, tápsóoldatban. A talajmintákból 3-3 vagy 5-5 párhuzamossal vagy 3-5 lépcsős hígítással végezzük a kérdéses szerves szennyezőanyagot bontó sejtek számának meghatározását. Ezután minden egyes szuszpenzióba bemérünk 0,5 cm3, 1,5 g/l koncentrációjú steril, 0,45 mikrometer pórusátmérőjű membránszűrőn csíramentesített INT (2-(p-jódfenil)-3-(p-nitrofenil)-5-feniltetrazólium-klorid) oldatot. Ez a halványsárga reagens mesterséges elektronakceptorként működik. Végül minden egyes szuszpenzióhoz 5 µl steril vizsgálandó szubsztrátot (szerves szennyezőanyagot) adunk.
Ha az adott hígításban akár egyetlen élő, a kérdéses szerves szennyezőanyag bontására képes sejt volt, akkor az elkezd szaporodni, a szennyezőanyagot egyedüli szénforrásként tartalmazó csőben. A légzési lánc anyagcsere-folyamatainak következtében az INT rózsaszínűvé redukálódik, így jelezve a mikrobiológiai aktivitást. Az így előkészített kémcsöveket a szénhidrogén bonthatóságának függvényében 2–4 hétig 28 oC-on inkubáljuk. Az értékelést ismert valószínűségi eloszlás alapján végezzük. A párhuzamos sorozatokban pozitívnak minősített kémcsövek számából, a hígítások ismeretében, a Hoskins-féle táblázat segítségével határozzuk meg a legvalószínűbb élőcsíraszámot. A szénhidrogénbontó sejtek számát db sejt / g talaj egységben adjuk meg.

Costs
3-medium
Time requirement
2-high
Workload requirement
3-medium
Equipment, apparata requirement
5-very low
Qualified labour
3-medium
Environmental risk and workplace risks
4-low
Environmental reality
4-good
Adequate accuracy
4-good
Reproducibility
3-average
Cost efficiency
4-good
Feasibility
4-good
Availability
4-good
Well known
2-weak
Strengths

Szennyezett területek állapotfelmérésében és a mikroflóra adaptálódottságának vagy adaptálhatóságának jellemzésében egyedülálló mikrobiológiai eszköz.

Weaknesses

Viszonylag hosszú időt igényel, főként nehezen bontható szerves anyagokat bontó mikroflóra vizsgálata esetén.
Statisztikai értékeléshez több párhuzamosra és hígitási sorra van szükség.

Possibilities

Aerob és anaerob bontómikroflóra kimutatására egyaránt használható.
Mennyiségi eredményt produkál.

Threats

mikrobiológiai munka általános veszélyei állnak fenn, melyeket steril és ellenőrzött munkakörülményekkel általános mikrobiológiai laboratóriumban könnyen lehet teljesíteni.

Important findings, points of interest, remarks

Bioremediáció tervezésének előkészítéséhez elengedhetetlenül fontos vizsgálati módszer. Egy-egy nehezen bontható szennyezőanyaghoz is képesek hozzászokni a mikroorganizmusok, ezeket az un. adaptációs folyamatokat a bontani képes sejtek számának növekedésével tudjuk követni.
Mikrokozmosz kísérletekben és a környezetben is provokálható a nehezen bontható szerves anyagokat hasznosító mikroorganizmusok kialakulása és elszaporodása: ez követhető a speciális bontóképességű mikroorganizmusok számának mérésével.

Webpage references and DEMO reports
Publications

Mónika, Molnár; Éva, Fenyvesi; Katalin, Gruiz; Gábor, Illés; Csilla, Hajdú and Piroska, Kánna: LABORATORY TESTING OF BIODEGRADATION IN SOIL:COMPARISON OF CHEMICAL AND BIOLOGICAL METHODS, Land Contamination and Reclamation, 17 (3-4), 183-194.

Datasheet id (original)
356
Creator
Molnár Mónika
Status
Verified
Adatlap típusaBiological, ecotoxicological assessment and monitoring methods
Létrehozás
Módosítás