 |
 |
Tytuł projektu:
Czynniki środowiskowo-klimatyczne wpływające na rozwój mikroorganizmów zdolnych do równoczesnej bioremediacji węglowodorów alifatycznych i aromatycznych
Termin realizacji: 06.2013-06.2017
Kierownik projektu: dr Joanna Brzeszcz
Kontakt: tel. 12 617-76-65, e-mail: joanna.brzeszcz@inig.pl
Opis projektu:
Postępująca degradacja środowiska naturalnego, związana z akumulacją trudnodegradowalnych związków ksenobiotycznych w ekosystemach wodnych i glebowych, zmusza do poszukiwania skutecznych rozwiązań ograniczających te zmiany. Gwałtowny rozwój działalności przemysłowej człowieka przyczynił się do zanieczyszczenia środowiska naturalnego ropą naftową i produktami jej przetwórstwa. Skażenie substancjami ropopochodnymi stanowi złożony układ chemiczny, w którym obecne są węglowodory alifatyczne oraz znacznie bardziej toksyczne węglowodory aromatyczne, m.in. węglowodory z grupy BTEX (benzen, toluen, etylobenzen, ksyleny) oraz wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) np. antracen, piren, czy benzo[a]piren. Duże, przekraczające dopuszczalne normy, nagromadzenie się tych związków w glebie negatywnie wpływa zarówno na rozwój i wegetację roślin, jak i pozostałe organizmy żywe obecne w takim ekosystemie. Stąd też konieczne jest usuwanie tych substancji ze środowiska naturalnego. W związku z tym, z powodzeniem stosuje się różnego rodzaju działania remediacyjne, które są dobrze znane i stosowane z powodzeniem od wielu lat. Coraz większe znaczenie w kraju i za granicą posiadają metody, wykorzystujące naturalne zdolności mikroorganizmów autochtonicznych, zasiedlających obszary o wysokim stopniu skażenia węglowodorami. Metody bioremediacyjne są bezpieczne, skuteczne, a ponadto ekonomicznie uzasadnione w porównaniu z innymi technologiami. Mikroorganizmy rozkładające jeden typ węglowodorów (aromatyczne lub alifatyczne) są spotykane powszechnie, izolowane zarówno ze środowisk czystych, jak i zanieczyszczonych i wykorzystywane do konstrukcji efektywnych konsorcjów. Natomiast, występowanie drobnoustrojów wykazujących zdolności transformacji różnorodnych grup związków (n-alkany, BTEX, WWA) wydaje się być incydentalne.
Istotą projektu było poszukiwanie szczepów bakteryjnych, posiadających aktywnie działające szlaki metaboliczne warunkujące rozkład obu typów węglowodorów. Zanieczyszczenie środowiska naturalnego substancjami ropopochodnymi, prawdopodobnie modyfikuje strukturę populacji mikroorganizmów obecnych w danym ekosystemie przed wystąpieniem skażenia, co więcej, pojawienie się skażenia powinno wspomagać obecność i rozwój wspomnianych organizmów, a tym samym zwiększać różnorodność rodzajową i gatunkową wśród omawianych drobnoustrojów.
Uzyskane wyniki wskazują na powszechną dystrybucję bakterii, które cechują się omawianymi zdolnościami katabolicznymi. Opisywane mikroorganizmy bytują w glebach o zróżnicowanym poziomie zanieczyszczeń węglowodorowych. Choć warunki środowiskowo-klimatyczne determinują strukturę mikrobioty, to nie ograniczają występowania bakterii dysponujących dywergentnym profilem metabolicznymi ukierunkowanym na węglowodory. Poszerzony potencjał degradacyjny nie jest cechą unikatową, ograniczoną jedynie do wybranych gatunków i rodzajów. Jednak należy go łączyć przede wszystkim z typem Actinobacteria i klasą Gammaproteobacteria, w szczególności z rodzajami Rhodococcus, Mycobacterium tudzież Pseudomonas. W kontekście ekologii mikroorganizmów oraz potencjału bioremediacyjnego, niezwykle interesujące wydają się spostrzeżenia dotyczące organizmów wykazujących odmienną strategię życiową. Mianowicie, Mycobacterium frederiksbergense IN53 (organizm wykazujący strategię K) efektywniej usuwał węglowodory naftowe niż Acinetobacter sp. IN49 (organizm o strategii r) z gleby silnie skażonej, w wysoce niekorzystnych warunkach środowiskowych (wysoki poziom skażenia oraz ograniczona wilgotność).
Poza znaczeniem poznawczym, należy podkreślić aspekt utylitarny uzyskanych wyników. Powszechność występowania badanej grupy mikroorganizmów kreśli perspektywę wykorzystania tych bakterii w praktyce bioremediacji gleb silnie zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi (biostymulacja, bioaugumentacja). Spostrzeżenie to znajduje również uzasadnienie w wynikach pilotażowego doświadczenia bioremediacyjnego, które było przeprowadzone w skali półtechnicznej. Efektywny rozkład różnych grup węglowodorów staje się podstawą dla rozważań dotyczących zastosowań aplikacyjnych opracowanego konsorcjum bakteryjnego w procesach bioremediacji in situ.
Niewątpliwie można uznać, że wyniki niniejszego projektu poszerzają aktualny stan wiedzy w zakresie ekologii mikroorganizmów oraz ochrony środowiska.
Projekt został sfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer UMO-2012/07/N/NZ9/00920.