Kväve former och transformering. Lars Leonardson Ekologiska inst/limnologi Lunds universitet

Relevanta dokument
Anammox - kväverening utan kolkälla. Var ligger forskningsfronten? E. Płaza J.Trela J. Yang A. Malovanyy

Jan-Eric Sundkvist Boliden Mineral AB. SveMins Miljökonferens - Falun, 2 oktober, 2012

Aerob och anaerob elektrontransport (Alberts kap. 14 och Madigan kap. 17)

Prokaryota celler. Bakterier och arkéer

Ansökningsobjekt: Livsmedelsvetenskaper

Grundvattenkvaliteten i Örebro län

Anammox för klimatsmart kväveavskiljning

Tentamen i Cellbiologi:prokaryota fredagen den 13 januari 2012

FERMAWAY vattenreningssystem - i korthet -

Microobiology in anaerobic wastewater treatment

MBBR - Nu och i framtiden

1006 ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet

MIKROBIOLOGI - KOMMENTARER TILL KAPITEL 18 OCH 19

RENING AV KVÄVEHALTIGT GRUVVATTEN. Seth Mueller. VARIM 2014 (Jan-Eric Sundkvist, Paul Kruger)

PRISLISTA VA Kvalitetskontroll

Klimatpåverkan och de stora osäkerheterna - I Pathways bör CO2-reduktion/mål hanteras inom ett osäkerhetsintervall

SWETHRO. Gunilla Pihl Karlsson, Per Erik Karlsson, Sofie Hellsten & Cecilia Akselsson* IVL Svenska Miljöinstitutet *Lunds Universitet

Produktiviteten, effektiviteten och klimatet

TENTAMEN i Kommunal och industriell avloppsvattenrening

Klimat och klimatgaser. Anna Hagerberg Jordbruksverket Greppa Näringen

Jordbrukets klimatpåverkan och det ekologiska jordbrukets utmaningar

Dnr KK18/456. Taxa för provtagning av vatten- och avloppsprover på Vattenlaboratoriet. Antagen av Kommunfullmäktige

Uppsala Ackrediteringsnummer Sektionen för geokemi och hydrologi A Ekmanhämtare Sötvatten Ja Ja. Sparkmetod Sötvatten Ja Ja

Styrkor och svagheter i jordbrukets klimatpåverkan

Laboratorier Norrvatten Järfälla Ackrediteringsnummer 1353 Kommunalförbundet Norrvattens laboratorium A

Pilottest av mikrobiell nedbrytning

Nya processlösningar för resurseffektiv kväveavskiljning

Bantat kontrollprogram avsett för beräkning av nuvarande och framtida kvicksilverspridning från Nedsjön till Silverån

Potatisodling och dess påverkan på klimatet

ESKILSTUNA ENERGI & MILJÖ VATTEN & AVLOPP LABORATORIUM

RENINGSVERKETS MIKROBIOLOGI BIOLOGISKA RENINGSSTEGET KVÄVETS KRETSLOPP ANDRA BIOLOGISKA RENINGSMETODER

Undersökning av deammonifikationsprocessens optimala uppstartsförhållanden för kväverening av rejektvatten på Ryaverket

Miljöpåverkan från avloppsrening

Ackred. nr 1006 Provning ISO / IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet Enhet

1006 ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet

Fortsättningen av biologikursen.

Fortsättningen av biologikursen.

Biological N and P removal in activated sludge processes

för rejektvattenbehandling

Välkommen på Utbildningsdag. Processer i avloppsreningsverk

Kväve, människa och vatten i en hållbar framtid

Lokalt reningsverk för Hammarby Sjöstad, etapp 1

Ackred. nr 1006 Provning ISO / IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet Enhet

FÖRSURNING. Svavel, Svaveldioxid, Sulfat, Kväve, Kväveoxider, Nitrat Deposition, Vegetation, Mark, Vatten, Sjöar Kadmium, Bly, Kvicksilver

SÄTTERSVIKENS AVLOPPSRENINGSVERK. Hammarö kommun

Biological N and P removal in activated sludge processes

Dricksvattenkvalitet Vålberg, Edsvalla och Norsbron

Analysvariabel Metod (Referens) Mätprincip Provtyp. Alkalinitet SS-EN ISO 9963, del 2, utg. 1, mod. Titrering 1:1

Förbättring av Östersjöns miljötillstånd genom kvävegödsling

Växthusgasernas kemi och biologi

Landbaserat recirkulerande vattenbruk (RAS)

Ackred. nr 1006 Provning ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet Enhet

Ackred. nr 1006 Provning ISO / IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet Enhet

1006 ISO/IEC Dricksvatten för allmän förbrukning. Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet

Dränering och växtnäring. Katarina Börling Jordbruksverket

Ackred. nr 1006 Provning ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet Enhet

Minican resultatöversikt juni 2011

1006 ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet

Ackred. nr 1006 Provning ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet Enhet

Uppsala Ackrediteringsnummer Teknikområde Metod Parameter Mätprincip Mätområde Provtyp Flex Fält Anmärkning.

Pilottest av mikrobiell nedbrytning

SYFTET med presentationen är att den ska vara ett underlag för vidare diskussion i KLIMATFRÅGAN.

KILENE AVLOPPSRENINGSVERK. Hammarö kommun

1006 ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet

Laboratorier Karlskrona kommuns Laboratorium Lyckeby Ackrediteringsnummer 1042 Laboratoriet i Lyckeby A

Ackred. nr 1006 Provning ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet Enhet

Kväve Metabolism. Elin Johansson, Maria Grahn och Beatrice Lundin. KE0026 Stefan Knight

1006 ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet

Lackarebäcks vattenverk Laboratorium A Antimon, Sb EPA Method 200.8, mod ICP-MS 0,1 10 µg/l Dricksvatten Nej Nej

Kapitel Kapitel 12. Repetition inför delförhör 2. Kemisk kinetik. 2BrNO 2NO + Br 2

1006 ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Enhet Mätosäkerhet

Ackred. nr 1006 Provning ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet Enhet

Lustgas från mark jordbrukets stora utmaning. Hur fungerar det och vad kan vi göra?

Kapitel Repetition inför delförhör 2

Laboratorier SYNLAB Analytics & Services Sweden AB Umeå Ackrediteringsnummer 1006 Umeå A

Gården i ett. Maria Berglund. maria.berglund@vxa.se tel Maria Berglund, HS Halland

Metoder för aktivitetstest av anammox och ammoniakoxiderande bakterier på bärarmaterial

Klimatpåverkan av rötning av gödsel

Laboratorier Örebro kommun, Tekniska förvaltningen Örebro Ackrediteringsnummer 4420 Verksamhetsstöd VA, Laboratoriet A

Laboratorier MoRe Research Örnsköldsvik AB Örnsköldsvik Ackrediteringsnummer A

Biological N and P removal in activated sludge processes

Datainsamling för djurgård

Provningslaboratorier Eskilstuna Strängnäs Energi och Miljö AB Eskilstuna Ackrediteringsnummer Kvalitetskontroll A

Hur reningsverket fungerar

Mätosäkerheter ifrån provningsjämförelsedata. Bakgrund, metod, tabell och exempel Bo Lagerman Institutet för Tillämpad Miljöforskning (ITM)

När det gäller normal- och utvidgad kontroll avseende dricksvatten utgår vi från Livsmedelsverkets aktuella föreskrifter.

Användning av kol och energikällor

IWA 12 th world congress on. Guadalajara, Mexico. Jan Moestedt Utvecklingsingenjör, Svensk Biogas FoU

TENTAMEN i Kommunal och industriell avloppsvattenrening - 1RT361

Idisslarnas klimatpåverkan Stor eller liten? Stefan Wirsenius Chalmers tekniska högskola Elin Röös Sveriges lantbruksuniversitet

Säkert dricksvatten. ProMaqua. Presenterad av Bengt Ottefjäll.

/193 Ackrediteringens omfattning Nyköpings kommun, Nyköping Vatten, laboratoriet-1104

Verkliga utsläpp från fartyg

ICP-MS > 0,15 µg/g TS Biologiskt. Bly, Pb SS-EN ISO :2005 ICP-MS > 0,05 µg/l Dricksvatten Nej Nej

Parameter Metod (Referens) Mätprincip Provtyp Mätområde. Ammonium SS EN-ISO 11732:2005 Autoanalyzer III 1:1, 2, 4 0,04 0,2 mg/l

SV Förenade i mångfalden SV A8-0249/139. Ändringsförslag. Jens Gieseke för PPE-gruppen Jens Rohde med flera

Valören 2, PM kompletterande grundvattenprovtagning LOBERG ANNELIE

Ekosystemets kretslopp och energiflöde

Krondroppsnätet. Miljöövervakning, metodutveckling och forskning. Krondroppsnätet

1006 ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Enhet Mätosäkerhet

Transkript:

Kväve former och transformering Lars Leonardson Ekologiska inst/limnologi Lunds universitet

Nya puzzelbitar i kvävets kretslopp Anaerob ammoniumoxidation Oxidation av metan genom denitrifikation Denitrifikation i nitratfri miljö

Aerob ammoniumoxidation NH 4+ + O 2 NO 2- + H + + H 2 O NO 2- + O 2 NO 3 -

Anaerob AmmoniumOxidation = AnAmmOx

AnAmmOx 1. Anammox med nitrat eller nitrit till kvävgas 15 NH 4+ + 14 NO 3-14+15 N 2 + H 2 O (van de Graaf et al. 1995) 15 NH 4+ + 15 NO 2-15+15 N 2 + H 2 O (Davies et al. 2005, Strous et al. (2006))

AnAmmOx 2. Anammox med med nitrit till lustgas 15 NH 4+ + 14 NO 2-14+15 N 2 O + H + + H 2 O (Davies et al. 2005)

Anammox 3. Anammox med mangan till nitrat NH 4+ + MnO 2 NO 3- + Mn 2+ (Bartlett et al. 2005)

Redox-stegen O 2 + 4e - 2O 2- Hög e - -affinitet 2NO 3- + 10e - N 2 Mn 4+ + 2e - Mn 2+ NO 3- + 8e - NH + 4 Fe 3+ + e - Fe 2+ 2SO 2-4 + 5e - S 2 O - 3 SO 2-4 + 6e - S S + 2e - S 2- Låg e - -affinitet

Historien bakom I Kuznetsov (1970): bakterier kan vinna energi genom att oxidera oorganiska svavelföreningar i anaerob miljö, t ex S 2 O 3-, till sulfat genom att utnyttja NO 3- som electronacceptor: S + NO 3- N 2 + SO4 2- S 2 O 3- + NO 3- SO 4 2- + N 2 Anaeroba kemolitotrofa bakterier Thiobacillus denitrificans

Historien bakom II Broda (1977) Two kinds of lithotrops missing in nature. Z. Allg. Mikrobiol. 17:491-493. Diskuterar utifrån termodynamiska och energimässiga överväganden oxidation av NH 4+ till N 2 med NO 3-, CO 2 eller O 2.

Historien bakom III 1990 diskuterar van de Graaf, Mulder, Slijkhuis, Robertson & Kuenen möjligheten att det kan ske Anoxic ammonium oxidation, föreslår att ammonium kan vara elektrondonator för denitrifikation (N 2 ), i Proc. 5th European Congress on Biotechnology.

Genombrottet 1995: van de Graaf et al. och Mulder et al. (forskargrupp vid Delft univ, Holland) Anammox experimentellt visad; NH 4+ + NO 3- N 2 Mikrobiell process Processen döps till Anammox och patenteras!!

De nya processerna I Flera forskargrupper (t ex Davies et al. 2005, Zhu Jing-ping et al. 2006) visar att oxidation med nitrit är den dominerande och mest energigivande processen. NH 4+ + NO 2- N 2 Nitrat av underordnad betydelse

De nya processerna II Anammox med manganoxid Bartlett et al. diskuterar denna process på ASLO-konferens i Spanien 2005. Forskargrupp vid Göteborgs univ studerar processen i Gullmarsfjorden (Hulth m fl).

Anammox-bakterierna Ordning: Planktomycetales Anaeroba autotrofa kemolitotrofa Flera kandidater En art Kuenenia stuttgartiensis Hela genomet kartlagt av Strous et al. (2006). Metaboliska processer klarlagda med molekylärbiologiska metoder.

AnAmmOx Metabolic pathways of K. stuttgartiensis inferred from the present genomic data, previous experimental evidence and thermodynamic calculations. From Strous et al.

Var har Anammox Avloppsslam påträffats? Marina miljöer: kemoklinen i Svarta havet, marina sediment, under kemoklinen i Golfo Dulce vid Costa Rica, Gullmarsfjorden. Där man har letat efter processen. Anses finnas i limniska sediment

Betydelse I marina miljöer - anammox (NO 2-, NO 3- ) bidrar med 30-50% av omvandlingen av kväveföreningar till kvävgas i världens oceaner (Devol 2004). I limniska miljöer - okänd, brist på data. Anammox med MnO 2 - okänd, brist på data.

Nitritkväve

Oxidation av metan genom denitrifikation Traditionell aerob oxidation med syrgas CH 4 + O 2 CO 2 + H 2 O Nyhet: anaerob oxidation med nitrat eller nitrit till kvävgas (Raghoebarsing et al. 2006) CH 4 + NO 3 - CO 2 + N 2 CH 4 + NO 2 - CO 2 + N 2

Figure 1. AOM is coupled to the denitrification of nitrite by the enrichment culture after 16 months of enrichment. a, b, The total amounts of methane, dinitrogen gas, nitrate and nitrite present in the culture vessel are indicated. From Raghoebarsing et al. (2006).

Organismer Ett mikrobiellt konsortium: En okänd N-reducerande bakterie En metanoxiderande archaeon, avlägset besläktad med marina metanotrofa arkeer Archaeonerna förekommer som cluster i en matrix av bakterieceller

Organismer Figure 2. Epifluorescence micrographs of in situ detection of the archaeal and bacterial members of the consortium mediating AOM coupled to denitrification (16S rrna, FISH). c. The bacterial partner is pink, and the archaeal partner is green. d. The bacterial partner is green, and the archaeal partner is pink. Scale bars, 5µm.

Betydelse Metan kan oxideras i syrgasfria miljöer. Anaerob oxidation av metan motverkar växthuseffekten. Anaerob oxidation av metan kan vara en förbisedd process i uppskattningen av emission av växthusgaser.

Denitrifikation i nitratfri miljö Evidence for complete denitrification in a benthic foraminifer (Risgaard-Petersen et al. 2006)

Foraminiferer, O 2 och NO 3 - Från Risgaard-Petersen et al. (2006)

Organismer Tre marina foraminiferer: amöbaliknande, motila eukaryoter Globobulimina pseudospinescens Nonionella cf. stella Stainforthia sp.

De aktiva foraminifererna Figure 2. SEM micrographs of the investigated foraminifer species. Single cells of Globobulimina pseudospinescens (a), Nonionella cf. stella (b) and

Denitrifikation genom foraminiferer visar ny processväg för denitrifikation att synen på denitrifikation som endast en bakteriell process är ofullständig