Nehézfémek bioremediációja EB L14 törzsek tenyésztésével

Adatszolgáltató

Szervezet/Adatszolgáltató neve 
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve 
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória

Elérhetőség

Telefon/fax 
+36-1-4632347
Technológia fő adatlapja
Technológia neve 
Nehézfémek bioremediációja EB L14 törzsek tenyésztésével
Technológia angol neve 
Bioremediation of heavy metals by growing hyperaccumulaor endophytic bacterium Bacillus sp. L14
Kifejlesztés országa 
China
A fejlesztés fázisa  
demonstráció alatt

A fejlesztés finanszírozása

Fejlesztési projekt neve, száma 
Nat. Science F, for D.Y.S (No.50725825), The Key Prog. of N.N.S.F. of China (No.50830301)
Fejlesztés kezdete 
2010
Fejlesztés befejezése 
2010
Alkalmazási kör
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/L
Jellemző kezdeti érték 
10
Maximális kezdeti érték 
10
Jellemző végérték 
2.5
Maximális végérték 
2.5
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/L
Jellemző kezdeti érték 
10
Maximális kezdeti érték 
10
Jellemző végérték 
2.0
Maximális végérték 
2.0
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/L
Jellemző kezdeti érték 
10
Maximális kezdeti érték 
10
Jellemző végérték 
8.15
Maximális végérték 
8.15
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • króm (VI)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/L
Jellemző kezdeti érték 
10
Maximális kezdeti érték 
10
Jellemző végérték 
9.3
Maximális végérték 
9.3
Technológiára vonatkozó információ
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható 
Telített talaj
Telítetlen (teljes) talaj
Pórusvíz
Felszín alatti víz
Felszíni víz
Felszíni vízi üledék
Csurgalékvíz
Technológia típusa 
Egyszerű
Technológia alapja 
Biológiai
A technológia általános ismertetése 

Nehézfémek hiperakkumulációjára képes növény (Solanum nigra)leveléből izolált endofita baktérium (EB L14) segítségével laboratóriumi körülmények között in situ remediációt hajtottak végre.
Az elvégzett kísérlet a mikroorganizmusok nehézfém felvételén alapul. Az elsősorban szénhidrátokból, fehérjékből és lipidekből álló sejtfalban számos funkciós csoport található, amelyek a fémionok megkötéséért felelősek. Ilyen csoportok a karboxil-, hidroxil-, szulfát-, foszfát, és aminocsoportok. A mikroorganizmusok nehézfém felvétele történhet: szorpció és/vagy komplex képződés útján, passzív módon, vagy pedig az anyagcserétől függően, azaz bioakkumuláció révén,aktív módon. Annak alapján, hogy hol megy végbe a fémfelvétel, beszélhetünk sejtfalon kívüli(extracelluláris) akkumulációról, sejtfalon történő fémmegkötésről és intracelluláris akkumulációról. A mikrobák nehézfém felvételében fontos szerepe van az ioncserének is, amely a nehézfém és a sejtfalban található Ca2+, Mg2+ és K+ ionok között zajlik le.

A technológia újdonsága 

A izolált, 96 féle endofita baktérium közül az EB L14 bizonyult a leghatékonyabbnak a nehézfém eltávolításban.A baktériumtörzs nagyfokú ellenállást mutatott a nehézfémek, különösen a réz, kadmium és krómmal szemben. A fémek toxicitási sorrendje EB L14 törzsre nézve az alábbiak szerint alakult:Cd(II)>Pb(II)>Zn(II)>Cu(II)>Cr(VI). Ez az eredmény eltér a korábban EB LRE07 törzzsel végzett kísérlet eredményeitől, ahol az ólom bizonyult a törzs számára a legtoxikusabbnak. Ennek oka az lehetett, hogy a két törzset a növény különböző helyeiről izolálták, az EB LRE07-et a gyökérből, az EB L14-et pedig a növény leveléből.

Technológia besorolása
Remediációs technológia fajtája 
  • biológiai
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából 
Immobilizáció
Remediációs technológia a kivitelezés szerint 
in situ
Technológia-monitoring
Technológiai paraméterek 
Szennyezőanyag mennyisége
Egyéb technológiai paraméter 

ATPáz aktivitás

Környezetmonitoring helye 
Telített talaj
Telítetlen (teljes) talaj
Pórusvíz
Felszín alatti víz
Felszíni víz
Felszíni vízi üledék
Csurgalékvíz
Technológia költségei
Beruházási költség 
200 - 500.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség 
nincs rá becslés
Fajlagos energia költség 
nincs rá becslés
Fajlagos anyagköltség 
100 000 HUF felett
Fajlagos munkaerőköltség 
20 000 - 50 000 HUF
Fajlagos összköltség 
100 000 HUF felett
Költségszámítással kapcsolatos megjegyzések 

A technológiát csak kísérleti körülmények között tesztelték, ezért valódi szennyezés esetére a beruházása meghatározása nehézségekbe ütközik.
A mikróbatörzsek kitenyésztése költséges, valamint a kísérlet során használt eszközöket-PCR, atomabszorpciós spektrofotométer- is figyelembe kell vennünk a kiadások szempontjából.

SWOT (értékelés osztályzattal)
Költség 
2-nagy
Időigény 
3-közepes
Helyigény 
0-nem releváns
Munkaigény 
3-közepes
Felszerelés, műszerigény 
3-közepes
Szakember-igény 
3-közepes
Környezeti és munkahelyi kockázatok 
4-kicsi
Célérték teljesítésének képessége 
4-nagy
Környezethatékonyság 
4-nagy
Költséghatékonyság 
4-jó
Hasznosítható melléktermék keletkezése 
nem
Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése 
nem
Automatizálhatóság / távvezérelhetőség 
igen
Alkalmazhatóság 
4-jó
Elérhetőség 
4-jó
Ismertség 
3-közepes
SWOT (szöveges értékelés)
Erősségek 

Természetbarát technológia. A fémek eltávolításához használt EB L14 endofita baktérium a Solanum nigrum fajból izolálható. A technológiával biológiai úton eltávolíthatóak a fémszennyezések.

Gyengeségek 

A kísérlet a kezdeti fázisában tart, hiszen az EBL14 bioremediációs képességét még csak mesterséges körülmények között, a laborban előállított törzsoldatokra vizsgálták. Érdemes lenne egy fémmel szennyezett talajmintában illetve vízmintában is megvizsgálni tevékenységüket.

Lehetőségek 

A kísérletben vizsgált fémeken felül érdemes lenne még más nehézfémekre is vizsgálni az EB L14 bioremediációs képességét.

Veszélyek 

Ezt a kísérletet laboratóriumi körülmények között végezték el eddig. A mikróbák kijuttatása a talajba, vizekbe megváltoztathatja, befolyásolhatja a faji diverzitást.

Konkrét megvalósult alkalmazások
A terület neve 
Key Laboratory of Environmental Biology & Pollution Control
Alkalmazás helye, ország 
China
Alkalmazás helye, város 
Changsha
Alkalmazás kezdő időpontja 
2010
Alkalmazás befejező időpontja 
2010
Alkalmazás fázisa 
Demonstráció
Egyéb területhasználat 
kísérleti közeg
A szennyezettség eredete 
kísérleti, mesterségesen előidézett
Összefoglaló az alkalmazásról 

A vizsgálatok során fény derült az EB L14 lehetséges gyakorlati bioremediációs előnyeire. Többfajta fémmel szemben is rezisztens,tökéletes adaptációs képességeinek köszönhetően praktikussá válnak nehézfémek in situ remediációjára. 10 mg/L nehézfémkoncentráció mellett az EB L14 75,78%, 80,48% és 21,25%-os specifikus felvételét rögzítették Cd (II), Pb(II) és Cu (II) ionokra nézve, 24 órás inkubációs idő alatt. Ezek hatékonysága nagymértékben növelhető az ATPáz aktivitás inhibeálásával. A Cd(ii) és Pb(ii) ionok EB L14 segítségével való eltávolításának és átalakításának zöme in vivo körülmények között zajlott, ez alapján bizton állíthatjuk, hogy a módszer nem okoz másodlagos szennyeződést bioremediációbeli használat során.

Szennyezőanyag 
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/L
Jellemző kezdeti érték 
10
Jellemző végérték 
2.5
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/L
Jellemző kezdeti érték 
10
Jellemző végérték 
2.0
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/L
Jellemző kezdeti érték 
10
Jellemző végérték 
8.15
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • króm (VI)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/L
Jellemző kezdeti érték 
10
Jellemző végérték 
9.3
Publikáció, referencia
Publikációk 

Hanjun Guo, Shenglian Luo, Liang Chen, Xiao Xiao, Qiang Xi, Wanzhi Wei, Guangming Zeng, Chengbin Liu, Yong Wan, Jueliang Chen, Yejuan He:
Bioremediation of heavy metals by growing hyperaccumulaor endophytic bacterium Bacillus sp. L14
(Bioresource Technology, Volume 101, Issue 22, November 2010, Pages 8599-8605)

Referenciák 

Hanjun Guo, Shenglian Luo, Liang Chen, Xiao Xiao, Qiang Xi, Wanzhi Wei, Guangming Zeng, Chengbin Liu, Yong Wan, Jueliang Chen, Yejuan He:
Bioremediation of heavy metals by growing hyperaccumulaor endophytic bacterium Bacillus sp. L14
(Bioresource Technology, Volume 101, Issue 22, November 2010, Pages 8599-8605)

Adatlap tulajdonságai
Adatlap azonosító (eredeti) 
1682
Bevivő 
szilvi.szanics
Státusz 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajremediációs technológia
Létrehozás 
2014-04-21
Módosítás 
2018-06-22