Provtagning av mikroorganismer. Erfarenheter från ett fältförsök

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Provtagning av mikroorganismer. Erfarenheter från ett fältförsök"

Dan Åberg
för 4 år sedan
Visningar:

1 Provtagning av mikroorganismer Erfarenheter från ett fältförsök

2 Mikroorganismer Äldre prokaryoter utan cellkärna Yngre eukaryoter med cellkärna Bakterier Arkaeer Eukaryoter 1-10 µm 1-10 µm 2 µm 10 cm + virus som knappt kan sägas vara levande Brock Biology of Microorganisms, 15th edition, Pearson, 2018 Last universal common ancestor ca 3,8 miljarder år

3 Bakterien En cell en organism DNA - nystan innanför cellväggen Alingsås, SGI

4 Provtagning Få saneringstilltag går på räls och bakteriell nedbrytning är inget undantag Väsentligt mycket enklare att kontrollera om önskade bakterier finns på plats än att försöka utvärdera det med geokemi, kolkällor, fördelning i marken, flöden, nedbrytningstecken, evt. dekloreringsgrader, biprodukter etc Ser allt rätt ut är det ju lätt!

Mäts i celler relativt volym eller vikt En cell = en bakterie 1 ml (cm 3 ) oförorenat ytvatten innehåller typiskt 10 6 bakterier 1 g jord (organiska horisonterna) kan innehålla 10 10 mikroorganismer

5 Mäts i celler relativt volym eller vikt En cell = en bakterie 1 ml (cm 3 ) oförorenat ytvatten innehåller typiskt 10 6 bakterier 1 g jord (organiska horisonterna) kan innehålla mikroorganismer Mineraljorden ggr mindre (<NÄ) Biomassa ökar då mineraljorden mättas med grundvatten (>NÄ) 1 ml (cm 3 ) oförorenat grundvatten innehåller typiskt bakterier 1 1 ml (cm 3 ) grundvatten i berg (djupa svenska graniter, anoxisk miljö) innehåller mikroorganismer Sublette et al., 2010, med tillstånd The spatial distribution of Microbes in the Environment, Eds. Franklin and Mills, Springer, Brock Biology of Microorganisms, 15th edition, Pearson, 2018

6 Identifiering via RNA eller DNA DNA är arvsmaterialet och består av två motstående strängar nukleotider. DNA visar att bakterien finns eller har funnits där RNA består bara av en sträng och bildas när cellen kopierar sitt DNA. RNA visar att cellen är aktiv, att tillväxt sker Utan konserveringsmedel börjar RNA brytas ned inom ½-1 dygn trots kylning till 4 C DNA är stabilare För långtidsförvaring och analys av DNA - 20 C För långtidsförvaring och analys av RNA -70/-80 C

7 Kolsyreis är frusen koldioxid

8 Grundvatten Groundwater sampling protocol Bioaugmentation for Groundwater Remediation, Eds. Stroo, Leeson, Ward, SERDP/ESTCP, 2013

Grundvatten Dåligt utforskat område, svårbeskrivna miljöer och osäkerhet om provets ursprung Många ifrån öppna brunnar Filter över olika längder Multinivåer med små öppningar Packers kan ha använts

9 Grundvatten Dåligt utforskat område, svårbeskrivna miljöer och osäkerhet om provets ursprung Många ifrån öppna brunnar Filter över olika längder Multinivåer med små öppningar Packers kan ha använts Diffusionceller kan ha använts Brunnen i sig innebär påverkan oh avvikelse från akvifären Free-living communities Detached cells Alingsås, SGI Kan skilja sig väsentligt från fastlevande mikrobiella samhällen både vad gäller struktur och funktion Bioaugmentation for Groundwater Remediation, Eds. Stroo, Leeson, Ward, SERDP/ESTCP, 2013 The spatial distribution of Microbes in the Environment, Eds. Franklin and Mills, Springer, 2007

10 Grundvatten Större antal mikrober i brunnar jämfört med akvifären. Noggrann med omsättning, töm brunnen före provtagning Lågflödesteknik Brunnsdiametern påverkar också. Brunnar med mindre diameter har större antal jämfört med brunnar med större diameter Yngre brunnar har större antal jämfört med äldre brunnar. Helst bör brunnen vara > 1 år Konservering 1:1 96% etanol Trots alla osäkerheter är det från grundvatten vår bransch har sin största erfarenhet (möjlighet till upprepning) Hirsch and Rades-Rohkohl, Some special problems in the determination of viable counts of groundwater microorganisms, 1988 Bioaugmentation for Groundwater Remediation, Eds. Stroo, Leeson, Ward, SERDP/ESTCP, 2013

Filtrerat grundvatten Filtrerat prov har fördelen att det tar mindre plats och kräver mindre kolsyreis Intorkat DNA är stabilare än DNA upplöst i vätska

11 Filtrerat grundvatten Filtrerat prov har fördelen att det tar mindre plats och kräver mindre kolsyreis Intorkat DNA är stabilare än DNA upplöst i vätska Lågflödesteknik Filter med små porstolekar Tar lång tid i fält Sterivex filter 0,1-0,22 µm Provet fryses MIRACHL (Alingsås) forskningsprojekt Lunds Universitet, SGU mfl

Hänger ute i flera månader, minimum 30 dgr Analys representerar ca de senaste 20 dgrna Svåra att

12 Bakteriefälla Kräver aktiv kolonisation av bakterier, dvs de är levande Kolonisation på aktivt kol, sterilt Skiljer sig från akvifärens jordpartiklar. Vad sker med aggregat, heterogenitet, textur, dynamik etc? Hänger ute i flera månader, minimum 30 dgr Analys representerar ca de senaste 20 dgrna Svåra att konservera, försvårade DNA extraktion. Kyls väl Standard BioTrap från Microbial Insights, Inc. Passiv, diffusionsprovtagning

13 Meso-/microcosm Meso-/Microcosm ~ behållare med grundvatten och jordpartiklar från platsen Vi har kallat perforerade behållare som återförs till borrhål i fält för mesocosmer. NÄ/bakterier tar sig in via grundvattnet och perforeringen Mikrokosmer är då slutna minivärldar som testas på laboratorium. NÄ/bakterier tillförs direkt i behållaren MEN förhållandet i behållarna motsvarar aldrig exakt miljön i den ostörda marken (aggregering, heterogenitet, textur, dynamik etc) Meso-/microcosm-försöken skiljer sig ibland från resultat som skulle erhållits i fält En slags passiv, diffusionsprovtagning Måste sitta ute ganska länge Bioaugmentation for Groundwater Remediation, Eds. Stroo, Leeson, Ward, SERDP/ESTCP, 2013

14 Mesocosm Innehåller redan naturlig bakteriefauna från området Skördas successivt Hänger ute i flera månader Konserveras med etanol Analysen får med bakterier i jorden men också en del bakterier som finns i porvattnet Kräver aktiv kolonisation av bakterier, dvs de är levande Design från Bioclear BV

15 Mesocosm Hela behållaren stoppas ned i en andra behållare innehållande etanol Grovt material Vad sker med aggregat, heterogenitet, textur, dynamik etc? Alingsås, SGI

16 Tolkning genom erfarenhetstal Bara ett exempel Ett par år gammalt men gäller antagligen Beror på vad som ska uppnås Avser resultat från Microbial Insights, Inc. (CENSUS Dehalococcoides 16S rrna gene, qdhc), OBS celler/ml

19 Desulfuromonas spp.

21 Tack! Kontakt:

Relevanta dokument

Pilottest av mikrobiell nedbrytning 2012 2014

Pilottest av mikrobiell nedbrytning 2012 2014 Teori Försöksuppställning Erfarenheter På säker grund för hållbar utveckling Samverkansprojekt mellan SGI, SGU, Alingsås kommun och Alingsås Tvätteri Teori