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 Bakteriell densitet i den fasta matrisen kan vara en faktor 10 3 10 4 högre jämfört med frilevande mikrober Provtagning fokuserar på grundvattenprov eller passiva sk. bakteriefällor nedsänkta i grundvatten Frånvaro eller låga koncentrationer av enskilda organismer i grundvatten behöver inte innebära att organismen inte finns i jorden Celldelning på ett konstgjort material (sk Bio-Sep bead med aktivt kol) från Microbial Insights, Inc. Fotografi från informationsmaterial/ppt, Sublette et al. 2010
Teori - Reduktiv deklorering PCE TCE 1,2-DCE VC Eten
Teori Mikroorganismer reducerar (eller oxiderar) molekyler för energi och celluppbyggnad Syre, nitrat, mangan/järn, sulfat och koldioxid är vanliga elektronacceptorer (dvs de tar emot e - ) Om föroreningen ska vara elektronacceptor krävs lågt redox för låg konkurrens med övriga elektronacceptorer Kolkälla HCl + nedbrytningsprodukter SO 4 2- O 2 NO 3 Fe 2H + 2e - Förorening? CO 2 Bakteriell tillväxt
Teori Vilka väljer föroreningen som sin energikälla?
Dehalococcoides - Dhc Dhc strain FL2 och BAV1 Dhc strain BAV1 Bilder från boken Bioaugmentation for groundwater remediation, Editors Hans F Stroo, Andrea Leeson, C. Herb Ward, SERDP, ESTCP, Springer, 2013 Ref. till artikel återgiven i boken: He J, Ritalhati KM, Yang K-L, Koenigsberg SS, Löffler FE. 2003b. Detoxification of vinylchloride to ethene coupled to growth of an anaerobic bacterium. Nat 424:62-65
..men inte bara Dhc Figuren är modifierad, delvis från AFCEE (2007) och delvis från Hammer (2011) För att bestämma nedbrytningspotentialen, ta även hänsyn till organismer som bryter ned högklorerade etener
Försöksuppställning Grundvatten Passiva provtagare (BioTrap ) Jord (mesocosmer)
Försöksuppställning
Grundvatten Passiv provtagare (BioTrap ) Mesocosmer (jord) Ögonblicksbild Analyserar aktiva, inaktiva och döda mikroorganismer DNA Konserveras Lätt att ta prover Passiva, 30 90 dagar genomsnittsbild Aktiva, kolonniserande mikroorganismer (från början) 2-4 mm kulor bestående av 75% aktivt kol DNA, PLFA Konserveras ej Reserver bör sättas ut Skördas allt eftersom, passiva, genomsnitt Jord från platsen liknar närmiljön, evt etablerade kulturer. Aktiva, inaktiva och döda mikroorganismer DNA Konserveras Dyr initial fältinsats, rätt antal mesocosmer måste förberedas
Erfarenheter praktiska saker 1) Välj om möjligt analyslaboratorier i närområdet Mycket stora problem med transport, fördröjningar och trasiga flaskor. Alla provtagare går inte att konservera 2) Underskatta inte metanbildning en säkerhetsfråga Vi fick en kraftig utveckling av metan som gjorde att vi installerade mätpunkter för porgas. Metanbildningen störde även fältmätningarna vilka inte gav samstämmiga resultat med labanalyser av geokemi 3) Komplettera fältmätningar med labkemi 4) Kolkällans utveckling kan följas med elektrisk konduktivitet. Svaga fettsyror omvandlas till joner i vattnet (protolyseras) och står i jämvikt med sina salter (men se upp för tillsatser av EHC nollvärt järn)
Metan Metan bildas på två sätt; från ättiksyra respektive CO 2 CH 3 COOH + metanogena bakterier CH 4 + CO 2 CO 2 + 4H 2 + metanogena bakterier 2H 2 O + CH 4
Syre och redox Komplettera fältmätningar med labkemi
Synliga metallsulfider och metangas korrelerar inte med syre och högt redox Hink Vatten i hinken med små metallflagor i
Fettsyror och elektrisk konduktivitet Finns undersökning från 2012 som stöder sambanden (Aceves-Lara, et al., 2012) Aceves-Lara C.-A, Latrille E., Conte T., Steyer J.-P., 210 Omnline estimation of VFA, alkalinity an bicarbonate concentrations by electrical conductivity measurement during anaerobic fermentation. Water Sci Technol. Vol. 65, No 7, pp. 1281-1289
Erfarenheter provtagare 5) Förekomst och utbredning av mikroorganismer varierar i tid och rum Vi hade måttliga till låga nivåer Dhc i grundvattnet och enzymet tcea 6) Antalet celler inte entydigt med aktiviteten 7) Närvaro av bakterier som deklorerar högklorerade etener, understödjande/konkurrerande mikrober (mikrober som fermenterar, producerar metan) samt predatorer bör utvärderas
Våra första resultat var inte imponerande Samma för jord, grundvatten och Biotrap
Erfarenheter provtagare 8) Högre bakteriell densitet i mesocosmerna jämfört med både BioTraps och grundvatten (faktor 10 2 10 3 ) 9) Bakterier som deklorerar högklorerade etener detekterades inte alltid av BioTrap och grundvattenprov, medan de hittades i mesocosmerna 10) Både grundvatten och BioTrap visade snabb respons efter bioaugmentationen medan mesocosmerna visade fördröjd effekt Vi kunde dessutom se en nedbrytning i jorden
Desulfuromonas och Dehalobacter missades i gw och BioTrap i några tillfällen Å andra sidan har mesocosmerna en högre detektionsgräns och visade vid låga halter inte alltid det som gw och BioTrap visade
Grundvatten och passiv provtagare i fas med nedbrytningen. Respons i jord fördröjd.
Säkra installationerna Vad är det i botten
Tack för mig! Helena.branzen@swedgeo.se