Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
- Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
- naftalin
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 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.
- biológiai
- aerob biodegradáción alapuló technológia
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.
Könnyű és olcsó online remediáció nyomonkövetés biolumineszcencia-mérés segítségével
Költséges technológia
Genetikailag módosított élőlényt használ a módszer, hatósági engedélyeztetés rendkívül hosszadalmas
Aerob lebontás, a talaj megfelelő levegőellátottsága szükséges
Szuicid gének vagy vektorok alkalmazása - mikroba önpusztítása a degradálandó célmolekula fogyása után
Más mikrobákkal kapcsolatba kerülhet, géncsere lehetőség - hatásfok romlás, natív mikrobáknak antibiotikum-rezisztencia gének átadása
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.
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
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