Zárt palack teszt biodegradáció vizsgálatához

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport

Szervezet/Adatszolgáltató neveBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória
Módszer neveZárt palack teszt biodegradáció vizsgálatához
Módszer angol neve
Testing biodegradation in soil closed bottle
A fejlesztés fázisa
alkalmazott
Fejlesztési projekt neve, száma
MOKKA NKFP3-00020/2005, LOKKOCK GVOP-3.1.1-2004-05 257/3.0
A módszer típusa
Laboratóriumi teszt: Légzési teszt: zárt palack teszt
Egyéb típus
mikrokozmosz
Biodegradációs teszteknél
O2 fogyasztás
Teszt végpontja
Egyéb
Egyéb végpont
nyomáscsökkenés [hPa/min]
Alkalmazott fajok száma
Több fajt alkalmazó teszt
Tesztorganizmus
Talajmikroflóra
Expozíciós szcenárió
Levegő jellemzése
Teszt időtartama
Rövid idejű = akut
Reprodukálhatóság (%)
70.00
Szórás (%)
20.00
Szelektivitás
Nem szelektív
Szennyezőanyagcsoport|Konkrét szennyezőanyag
  • Kőolajszármazékok (TPH)
  • dízelolaj
Alsó határ
500.00 mg/kg
Felső határ
50 000.00 mg/kg
Reprodukálhatóság (%)
60.00
Szórás (%)
20.00
Szelektivitás
Nem szelektív
Szennyezőanyagcsoport|Konkrét szennyezőanyag
  • Klórfenolok
  • pentaklórfenol = klorofén
Alsó határ
10.00 mg/kg
Felső határ
100.00 mg/kg
A kivitelezéshez szükséges eszköz/műszer
OxyTop Control légzésmérő rendszer (OxiTop-C mérőfejek, OxiTop OC110 Controller, ACHAT OC PC kommunikációs szoftver)
Egyéb szükséges berendezés/segédeszköz
Termosztát, mérőedények és általános laboratóriumi eszközök (mérleg, pipetta)
Milyen reagensek/segédanyagok szükségesek a kivitelezéshez
NaOH
Mennyi mintát igényel
10-200 g talaj illetve 500 ml víz reaktoronként
Hány alkalmazásra képes egy ember, egy munkanap alatt, egy készülékkel
50
Milyen szintű az adatfeldolgozás
Csatlakozó szoftver végzi az adatgyűjtést, naplózást, kiértékelést
Legalább milyen szakképzettség szükséges a kivitelezéshez
Középfokú (vegyésztechnikus, vegyipari szakmunkás, laboratóriumi asszisztens)
Milyen laboratórium szükséges a kivitelezéshez
Mikrobiológiai laboratórium
A berendezés beszerzési ára
500.000 - 1.000.000 HUF
Munkaerőköltség/mérés
500 - 1 000 HUF
Összes költség/mérés
2 000 - 5 000 HUF
Rövid lényegretörő leírás, az újdonság magyarázatával

A zárt palack teszt (OxiTop Control készülékkel) légzésintenzitás változás mérésére alkalmas. A mintában élő mikroorganizmusok aerob légzéséhez felhasznált oxigén fogyását, és a kilélegzett szén-dioxid mennyiségét a széndioxid elnyeletése miatti nyomáscsökkenés alapján követi.Összehasonlító vizsgálatokra, az aerob és anaerob biodegradáció meglétére, aktiválhatóságának adalékanyagok, szennyezőanyagok, gátló- vagy stimulálószer hatásának, biodegradáción alapuló remediációs vagy hulladékkezelési technológiák alkalmazhatóságának tesztelésére alkalmas.

A módszer tipikus (javasolt) alkalmazásai

A zárt palackos talajlégzésmérő rendszer egy egyszerűen kivitelezhető és kiértékelhető módszer, mely a következő kérdésekre adhat választ:
·Szennyezett-e a talaj (talajvíz),
·Toxikus hatású-e a szennyezőanyag, gátolja-e a mikróbák működését,
·Adaptálódott-e a mikroflóra, és
·A mikroflóra aktívan működik-e,
·Aktiválható-e a mikroflóra,
·Ha aktiválható, akkor milyen technológiai paraméterek szükségesek az optimális működéshez.

A módszer korlátai

Laboratóriumban kivitelezhető teszt. A zárt palack tökéletesen kontrollált, de nem realisztikus rendszer. Egyik fő korlátja a kis térfogat, mely rontja a környezeti realitást. Levegőztetés nincs, folyamatosan fogyó levegőmennyiség mellett zajlanak a folyamatok, így az eredmények interpretálásához korábbi tapasztalatokra és reálisabb tesztekkel való összehasonlításra van szükség.

Van-e protokoll
igen
Részletes protokoll

A mintatartó edényekbe (500 ml) bemérjük a vizsgálandö környezeti mintákat: szennyezett talajban zajló aerob biodegradáció esetén például 100-200 g talajmintát. (Anaerob biodegradáció vizsgálata esetén a vizsgálandó mintával teljesen feltöltjük a rendelkezésre álló térfogatot.)
Ezt követően hozzáadjuk a szükséges adalékanyagokat, és homogenizáljuk a rendszert, majd csatlakoztatjuk a NaOH tartó edényt. Ebbe az edénybe ~ 1 g szilárd NaOH-ot mérünk be. A NaOH tartóedénye csavarosan illeszkedik a fedélhez. A NaOH-os edények csatlakoztatása után rögzítjük a tömítéseket csavaros technikával. Az összeszerelt mérőedényeket termosztátba helyezzük.A Control Panelen beállítjuk a szükséges a mérési módot (nyomásmérés), időt (5 nap) és a méréshatárt.
A megfelelő beállítások ellenőrzése után elindítjuk a mérést, mégpedig úgy, hogy a Control Panel-t megfelelően közel (kb. 40 cm távolságba) helyezzük a mintatartó edényhez, hogy az infravörös kapcsolat létrejöjjön. A mérés ideje alatt állandó hőmérsékletet, és napsugárzástól mentes környezetet kell biztosítani, mert ezek mind hatással vannak a mért nyomásértékekre.
A nyomásváltozásokat az idő függvényében rögzíti a készülék, az időadatokat percekben jeleníti meg. A mért adatokat az adatátviteli vezeték segítségével továbbíthatjuk a számítógépre egy a készülékhez tartozó számítógépes szoftver segítségével, majd Excel táblában elvégezhetjük a kiértékelést.
A mért nyomásértékeket ábrázolva az idő függvényében egy görbét kapunk melynek meredeksége jellemző a vizsgált környezeti minta -a jelenlévő mikroflóra- biológiai aktivitására, a szennyezőanyag biodegradálhatóságára.

Költség
3-közepes
Időigény
4-kicsi
Munkaigény
4-kicsi
Felszerelés, műszerigény
3-közepes
Szakember-igény
4-kicsi
Környezeti és munkahelyi kockázatok
5-nagyon kicsi
Környezeti realitás
3-közepes
Igényeknek megfelelő pontosság
3-közepes
Reprodukálhatóság
4-jó
Költséghatékonyság
5-kiváló
Alkalmazhatóság
4-jó
Elérhetőség
3-közepes
Ismertség
3-közepes
Erősségek

A rendszer segítségével komplex ökológiai rendszerben, mikrokozmoszban jellemezhető a vizsgált környezeti minták biológiai állapota, a szennyezőanyagok viselkedése. Aerob és anaerob biodegradáció követésére és jellemzésére is alkalmas.
Az eljárás gyors, egyszerűen kivitelezhető és kiértékelhető, munkaigénye kicsi, bármilyen laboratóriumban megvalósítható. Elsősorban összehasonlító vizsgálatra és értékeklésre alkalmas.

Gyengeségek

Tökéletesen kontrollált, nem realisztikus rendszer.
Nincs lehetőség dinamikus alkalmazásra, a folyamatok követése közbeni beavatkozásra, és annak vizsgálatára.
A mért végpontjel: nyomás, melynek csökkenése a széndioxidtermeléssel párosult biodegradációt jelzi, ugyanakkor az anoxikus folyamatok gázhalmazállapotú termékei növelhetik a nyomást, ami nyomásnövekedést okoz, kompenzálja, túlkompenzálhatja a széndioxid-elnyelésből adódó nyomáscsökkenést, így hamis negatív eredményt ad a biodegradációra vonatkozóan.

Lehetőségek

A mérés időtartamának és a vizsgált talaj mennyiségének növelésével a nehezen bontható szennyezőanyagokkal szennyezett talajok - melyek kis jelet adnak a rendszerben - vizsgálatára is alkalmas lehet a rendszer.

Veszélyek

A módszernek nincsenek jelentős veszélyei. Az értékelésnél figyelembe kell venni a rendszer kicsi környezeti realitását.

Lényeges szempontok, érdekességek, saját megjegyzések

A zárt palakrendszerű talajlégzés mérésére szolgáló eljárással komplex ökológiai rendszerben, kontrollált körülmények között jellemezhető a szennyezett területről származó valódi telített vagy telítetlen talaj biológiai állapota, a szennyezőanyagok környezetben való viselkedése, például a feltáródási folyamatok, a természetes szennyezőanyag csökkenés, a biodegradációs folyamatok és a degradációt befolyásoló paraméterek és adalékok hatása.

Honlap referenciák és DEMO beszámolók
Publikációk

1. Molnár, M., Gruiz, K. and Fenyvesi, É.(2008) Comparative evaluation of biological methods to support decision making for biodegradation based remediation – In: Proceedings of the 10th International UFZ-Deltares/TNO Conference on Soil-Water Systems in cooperation with Provincia di Milano, ConSoil2008, 'CD' (3–6 June, 2008, Milano, ISBN 978-3-00-024598-5), Theme E, 854–8632

Alkalmazás helye, ország
Magyarország
Alkalmazás helye, város
Budapest
Alkalmazás éve
2007
Alkalmazási terület
Szennyezőanyag jellemzése környezeti elemben/ fázisban/ mintában
Talaj és a szennyezőanyag kölcsönhatásának jellemzése
Környezeti probléma, amelyre a módszert alkalmazták (régi)
Egyéb
Környezeti probléma, melyre a módszert alkalmazták
Környezetmonitoring
Egyéb környezeti probléma
Biodegradáció követése szénhidrogénnel szennyezett talajban
Környezeti szcenárió, amelyre a módszert alkalmazták
Szárazföldi élőhely: szennyezett talaj
A környezeti elem/fázis, amelyre a módszert alkalmazták
Telítetlen talaj (direkt kontakt/teljes talaj)
Az alkalmazás tanulságai

Szénhidrogének (dízelolaj, transzformátorolaj) biodegradációjának követésére és jellemzésére alkalmaztuk a rendszert egy biológiai módszeregyüttes részeként.Az eredmények mind a dízelolajjal, mind a transzformátorolajjal szennyezett talaj esetében mutatták a kezdeti a hozzáférhetőség növekedést, és ezzel párhuzamosan a nagyobb mértékű mikrobiális aktivitást, a többi biológiai vizsgálati módszerhez hasonlóan.
Ugyanakkor az összehasonlító statisztikai értékelés szerint a statikus talajlégzés mérésére szolgáló eljárás kevésbé volt alkalmas a talajban zajló biodegradáció jellemzésére és leírására, mint a dinamikus talajlégzés mérésére szolgáló átlevegőztethető oszlopreaktoros rendszer.

Adatlap azonosító (eredeti)
415
Bevivő
Gruiz Katalin
Státusz
Publikált
Adatlap típusaBiológiai, ökotoxikológiai felmérési és monitoring módszerek
Létrehozás
Módosítás