Genetikailag módosított mikroorganizmus felhasználása bioremediációs célokra

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 
Genetikailag módosított mikroorganizmus felhasználása bioremediációs célokra
Technológia angol neve 
Genetically Engineered Microorganisms (GEMs) for bioremediation processes
Kifejlesztés országa 
USA
A fejlesztés fázisa  
kifejlesztett, demonstrációval igazolt

A fejlesztés finanszírozása

Fejlesztési projekt neve, száma 
Office of Biological and Env. Research, U.S. Department of Energy, Grant number DE-F602-94ER61870
Fejlesztés kezdete 
1996
Fejlesztés befejezése 
1998
Saját forrás 
ismeretlen
Nemzeti forrás 
ismeretlen
Nemzeti program neve 
-
Nemzetközi forrás 
ismeretlen
Nemzetközi program neve 
-
Alkalmazási kör
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • naftalin

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
1000
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
ppm
Jellemző kezdeti érték 
1000
Maximális kezdeti érték 
1000
Jellemző végérték 
99
Maximális végérték 
208.09
Technológiára vonatkozó információ
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható 
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa 
Egyszerű
Technológia alapja 
Biológiai
A technológia általános ismertetése 

A cél Pseudomonas fluorescens HK44-es törzsének felhasználásával PAH-szennyezett talaj bioremediációja. IN situ remediációra alkalmas a technológia, bár a genetikailag módosított szervezetekre vonatkozó szabályozások ( USA TSCA) miatt egy, a környezettől elhatárolt, jól reprodukálható közegben (föld alá ásott liziméterekben) folyt a kísérlet. A remediációs kapacitást a liziméterekben 61 centiméter mélységtől egy, 92cm mély kezelendő (Naftalin,antracén, fenantrén szennyezett), Pseudomonassal beoltott talajrétegben követték nyomon a liziméterekbe épített optikai kábel alapú fényérzékelő rendszerrel. A kezdeti mikrobakoncentráció körülbelül 10^6 CFU / g talaj, ennek értéke az első napok során nagymértékben csökken, a mikrobák új környezethez való alkalmazkodása során. A technológia tesztelésére szolgáló kísérlet 660 napon át zajlott. A különböző liziméterekben a naftalinmennyiség nagy szórást mutatott a kezdeti inhomogenitás miatt,átlagosan kb. 10%-a csökkent - a technológia hatásfoka 90%-osnak becsülhető, magas szórással.

A technológia újdonsága 

A technológia újdonsága a genetikailag módosított mikroorganizmusok bioremediációs célra való felhasználása. Génmanipuláció segítségével a naftalinlebontásért felelős gén promóter régiójába egy biolumineszcenciát kiváltó lux gént építettek be. A gén- és lebontó aktivitás mértéke könnyen nyomon követhetővé vált a biolumineszcencia mérésével.

Technológia besorolása
Remediációs technológia fajtája 
  • biológiai
  • aerob biodegradáción alapuló technológia
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából 
Egyéb
Remediációs technológia a kivitelezés szerint 
in situ
Technológia-monitoring
Technológiai paraméterek 
Biológiai aktivitás
Környezetmonitoring helye 
Telítetlen (teljes) talaj
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 költségszámítás nehézségekbe ütközik. A kísérlethez mesterségesen állítottak elő talaj-modellt, a mikrobákat ex situ homogenizálták a remediálandó talajmintával - mélységi szennyezés esetén indokolt, felszíni szennyezés esetén azonban beszántás is elégséges lehet.
A kísérlet során 30 m^3 talajmintához szükséges mikrobákat 500L-es fermentorban készítették elő - egy fermentációval foglalkozó cég ezt a mennyiséget kb. 10.000$-ért, azaz 2 millió forintért végezné el (anyagköltség). Ha ezeket a számokat vesszük alapul 1 ha felszíni (kb 30 centiméter mélységis elérő) szennyeződés esetére, akkor egy hektár területre a szükséges mikrobatömeg fermentálásának költsége meghaladja a 200 millió forintot.

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

Könnyű és olcsó online remediáció nyomonkövetés biolumineszcencia-mérés segítségével

Gyengeségek 

Költséges technológia
Genetikailag módosított élőlényt használ a módszer, hatósági engedélyeztetés rendkívül hosszadalmas
Aerob lebontás, a talaj megfelelő levegőellátottsága szükséges

Lehetőségek 

Szuicid gének vagy vektorok alkalmazása - mikroba önpusztítása a degradálandó célmolekula fogyása után

Veszélyek 

Más mikrobákkal kapcsolatba kerülhet, géncsere lehetőség - hatásfok romlás, natív mikrobáknak antibiotikum-rezisztencia gének átadása

Konkrét megvalósult alkalmazások
A terület neve 
ORNL Y-12 facility
Alkalmazás helye, ország 
USA
Alkalmazás helye, város 
Oak Ridge, Tennessee
Alkalmazás kezdő időpontja 
1996
Alkalmazás befejező időpontja 
1998
Alkalmazás fázisa 
Demonstráció

A kezelt terület mérete

Hosszúság (m) 
2.5
Szélesség (m) 
2.5
Mélység (m) 
92.0

Mozgatott fázisok térfogata

Levegő (m3) 
0.0
Víz (m3) 
0.0
Talaj (m3) 
30.0
Egyéb területhasználat 
kísérleti, zárt közeg
A szennyezettség eredete 
Kísérleti, mesterségesen előidézett, kontrollált
Összefoglaló az alkalmazásról 

Helyszíni alkalmazás történt, viszont genetikailag módosított mikrobákra vonatkozó szabályozás miatt környezettől elhatároltan, liziméterekben, mesterségesen beszennyezett valódi talajjal folytak a kísérletek, üzemi alkalmazásra nem került még sor.

Publikáció, referencia
Publikációk 

Field applications of genetically engineered microorganisms for
bioremediation processes
Gary S Sayler and Steven Ripp

Controlled Field Release of anBioluminescent GeneticallynEngineered Microorganism fornBioremediation Process Monitoringnand Control
Steven Ripp , David E. Nivens, Yeonghee Ahn, Claudia Werner , John Jarrelliv , James P. Easter, Chris D. Cox ,
Robert S. Burlage andGary S. Sayler

Referenciák 

Field applications of genetically engineered microorganisms for
bioremediation processes
Gary S Sayler and Steven Ripp

Controlled Field Release of anBioluminescent GeneticallynEngineered Microorganism fornBioremediation Process Monitoringnand Control
Steven Ripp , David E. Nivens, Yeonghee Ahn, Claudia Werner , John Jarrelliv , James P. Easter, Chris D. Cox ,
Robert S. Burlage andGary S. Sayler

Adatlap tulajdonságai
Adatlap azonosító (eredeti) 
1695
Bevivő 
Varga Ádám
Státusz 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajremediációs technológia
Létrehozás 
2014-04-29
Módosítás 
2018-06-22