MTBE degradációja mikrobiális rendszerekben Kármentesítés aktuális kérdései Dr. Bihari Zoltán Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Biotechnológiai Intézet 2011. március 17, Budapest
Az MTBE fizikokémiai és biológiai tulajdonságai üzemanyag-adalék kis adszorpciós kapacitás rendkívül jó vízoldhatóság (42 g/l) illékony (43.8 Pa m 3 /mol) erős organoleptikus hatás (szag: 10 µg/l, íz: 24 µg/l) potenciális karcinogén még nincs határérték (20 µg/l lesz az EU-ban) perzisztens (felezési idő: 2-3 év) a baktériumok számára rossz szén- és energiaforrás csak néhány MTBE-bontó mikróba ismert MTBE TBA
Laboratóriumi módszerek és elővizsgálatok Egyedüli szén- és energiaforrásként 200 mg/l MTBE lebontására képes baktériumkonzorciumok izolálása MMS tápoldatban aerob dúsítással 20 ºC-on Az MTBE fogyás nyomon követése statikus headspace-gc-ms segítségével 4 aktív konzorcium A konzorciumok összetételének vizsgálata molekuláris biológiai módszerekkel (DGGE)
Koncentráció (ug/l) BAYZOLTÁN Alkalmazott Kutatási Közalapítvány I. 6 zalaegerszegi vízminta analízise Ásványi só és az "5" jelű konzorcium hatása a ZT-5/07 vízminta szennyező komonenseinek bomlására 168 óra alatt 20C-on Bioaugmentáció >40 % MTBE bomlás 14000 12000 BTEX, VALPH, Alkil-Benzolok 10000 8000 Kontroll Erős endemikus flóra 6000 Ásv.só 4000 2000 Ásv. Só + "5" konzorcium 0 MTBE Benzol Toluol Etil-benzol m,p-xilol o-xilol
MTBE koncentráció (mg/l) BAYZOLTÁN Alkalmazott Kutatási Közalapítvány II. Oltóanyag előállítása az első injektáláshoz Előnövesztés hatása az "5" konzorcium MTBE bontó képességére 160 140 120 100 80 60 A konzorcium fermentálható 40 20 0 Kontroll LB nc6-nc16 Benzol TBA ZT-5/07 Szénforrás
II. Oltóanyag előállítása az első injektáláshoz 800L ZT-5/07 + Ásványi sók + 5 konzorcium + MTBE + O 2 10 8 sejt/ml P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 20 ZT-5/07 MTBE bontó aktivitás kicsi Methylibium sp. T29 DGGE: 30-70% gradiens; 8% AA-bisAA; Futtatás: 150V; 60 C; 4 óra
III. Oltóanyag előállítása a második injektáláshoz 500L táp + Methylibium sp. T29 + MTBE + O 2 10 7 sejt/ml; + Ásványi sók + MgO 2 A P10 kútban mért MTBE koncentrációk és baktériumtörzsek változása 800 700 600 Okt.28. Nov.19. MTBE bontó aktivitás közepes MTBE konc. (ug/l) 500 400 300 200 Methylibium sp. T29 100 0 2010 Okt. 28. 2010 Nov. 4. 2010. Nov. 19 DGGE: 30-70% gradiens; 8% AA-bisAA; Futtatás: 150V; 60 C; 4 óra
IV. A második injektálás értékelése Az MTBE fogyással párhuzamosan a Methylibium sp. T29 megjelent a mintában A P5 kútban mért MTBE koncentrációk és baktériumtörzsek változása Okt.28. Nov.4. MTBE konc. (ug/l) 1200 1000 800 600 400 200 Methylibium sp. T29 0 2010 Okt. 28. 2010 Nov. 4. 2010. Nov. 19 DGGE: 30-70% gradiens; 8% AA-bisAA; Futtatás: 150V; 60 C; 4 óra
IV. A második injektálás értékelése Egyértelmű korreláció az analitika és a DGGE-vel azonosított törzsek között A ZT-5/07 kútban mért MTBE koncentrációk és baktériumtörzsek változása Okt.28. Nov.4. Nov. 19 MTBE konc. (ug/l) 400 350 300 250 200 150 100 50 Methylibium sp. T29 0 2010 Okt. 28. 2010 Nov. 4. 2010. Nov. 19 DGGE: 30-70% gradiens; 8% AA-bisAA; Futtatás: 150V; 60 C; 4 óra
Összefoglalás, jövőbeli tervek A Methylibium sp. T29 törzs hatékonyan alkalmazható MTBE-vel szennyezett talajvizek bioremediációjában 5 A B C A baktériumtörzsek DGGE-analízise jól egészíti ki az analitikai vizsgálatokat és fontos eszköz a mikrobiológiai degradáció nyomon követésében A Methylibium sp. T29 megfelelő fermentációja kulcsfontosságú az MTBE lebontását célzó terepi beavatkozások sikerességében A konzorciumokkal szemben a T29 jelű egyedi törzs gazdag tápoldatban is növeszthető az MTBE-bontó aktivitás elvesztése nélkül Előzetes eredményeink alapján ezzel a módszerrel még nagyobb aktivitású oltóanyag állítható elő, amely várakozásaink szerint a jövőben még hatékonyabb terepi beavatkozásokat fog eredményezni
5 A B C Külön köszönet kollégáimnak: Szabó Zsoltnak, Balázs Margitnak, Dr. Tolmacsov Péternek és Dr. Kiss Istvánnak Köszönöm a figyelmet!