Szennyezőanyagot bontó sejtkoncentráció meghatározása határhígításos eljárással

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 neveSzennyezőanyagot bontó sejtkoncentráció meghatározása határhígításos eljárással
Módszer angol neve
Estimation the population density of the specialized hydrocarbon degrading cells by Most Probable Number procedure
A fejlesztés fázisa
alkalmazott
Fejlesztési projekt neve, száma
BIO-00066/2000
A módszer típusa
Laboratóriumi teszt: Biodegradáció mérése biokémiai jellemzők alapján
Egyéb típus
Biológiai aktivitás mérése
Egyéb teszt típusnál
sejtkoncentáció
Teszt végpontja
Egyéb
Egyéb végpont
Sejtkoncentráció a talajban
Alkalmazott fajok száma
Több fajt alkalmazó teszt
Tesztorganizmus
Talajmikroflóra
Expozíciós szcenárió
Levegő jellemzése
Teszt időtartama
Rövid idejű = akut
Reprodukálhatóság (%)
60.00
Szórás (%)
20.00
Szelektivitás
Nem szelektív
Szennyezőanyagcsoport|Konkrét szennyezőanyag
  • Kőolajszármazékok (TPH)
  • dízelolaj
Alsó határ
1 000.00 mg/kg
Felső határ
50 000.00 mg/kg
Reprodukálhatóság (%)
50.00
Szórás (%)
30.00
Szelektivitás
Nem szelektív
Szennyezőanyagcsoport|Konkrét szennyezőanyag
  • Kőolajszármazékok (TPH)
  • pakura
Alsó határ
100.00 mg/kg
Felső határ
20 000.00 mg/kg
Reprodukálhatóság (%)
60.00
Szórás (%)
20.00
Szelektivitás
Nem szelektív
Szennyezőanyagcsoport|Konkrét szennyezőanyag
  • Kőolajszármazékok (TPH)
  • motorolaj/kenőolaj
Alsó határ
1 000.00 mg/kg
Felső határ
30 000.00 mg/kg
A kivitelezéshez szükséges eszköz/műszer
steril fülke (lamináris box), termosztát, autokláv, steril szűrő
Egyéb szükséges berendezés/segédeszköz
általános mikrobiológiai laboratóriumi eszközök (pipetták, kémcsövek, mérleg, vortex)
Milyen standard anyagok szükségesek a kivitelezéshez
mesterséges elektronakceptor: INT (2-(p-jódfenil)-3-(p-nitrofenil)-5-feniltetrazólium-klorid)
Milyen reagensek/segédanyagok szükségesek a kivitelezéshez
tápsóoldat, steril szubsztrát (szennyezőanyag)
Mennyi mintát igényel
1,5 - 2,5 g
Hány alkalmazásra képes egy ember, egy munkanap alatt, egy készülékkel
20
Milyen szintű az adatfeldolgozás
Az adatok bevitele személyi számítógépbe, kiértékelés excel vagy más szoftver segítségével
Legalább milyen szakképzettség szükséges a kivitelezéshez
Középfokú (vegyésztechnikus, vegyipari szakmunkás, laboratóriumi asszisztens)
Milyen laboratórium szükséges a kivitelezéshez
Mikrobiológiai laboratórium
A berendezés beszerzési ára
1.000.000 - 2.000.000 HUF
Munkaerőköltség/mérés
1 000 - 2 000 HUF
Összes költség/mérés
5 000 - 10 000 HUF
Rövid lényegretörő leírás, az újdonság magyarázatával

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.

A módszer tipikus (javasolt) alkalmazásai

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

A módszer korlátai

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

Van-e protokoll
igen
Részletes protokoll

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.

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

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

Gyengeségek

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

Lehetőségek

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

Veszélyek

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

Lényeges szempontok, érdekességek, saját megjegyzések

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.

Honlap referenciák és DEMO beszámolók
Publikációk

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.

Adatlap azonosító (eredeti)
356
Bevivő
Molnár Mónika
Státusz
Publikált
Adatlap típusaBiológiai, ökotoxikológiai felmérési és monitoring módszerek
Létrehozás
Módosítás