Hogyan vetődött fel az aromás szénhidrogének mikrobiális lebontásának vizsgálata?

Táncsics András

A kőolaj és származékainak mikrobiális lebontását, szén- és energiaforrásként való hasznosítását már a múlt század elején felismerték. Számos gombát és baktériumot fedeztek fel már akkor, amelyek képesek voltak paraffinon növekedni.

A környezetbe folyamatosan nagy mennyiségű kőolaj kerül. Emiatt nőtt meg a kutatók érdeklődése a mikrobiális szénhidrogén-lebontás iránt a múlt század második felében. Azóta sok szénhidrogén-vegyület anyagcsere-útvonalát térképezték fel.

A létező baktériumfajoknak viszont csak a töredékét sikerült még kitenyészteni és leírni. A szénhidrogének lebontásában részt vevő mikrobaközösségekben is számos olyan mikrobát lehet kimutatni a mai modern molekuláris módszerekkel, amelyek eddig ismeretlenek voltak előttünk.

Ahhoz, hogy a kőolajjal, illetve a származékaival szennyezett vizek és talajok mikrobiális kármentesítéséhez minél hatékonyabb technikákat fejleszthessünk, nyomon kell követnünk a közösségben lejátszódó folyamatokat.

Nálunk nincs tenger, nem ömlik ki nagy területre az olaj.

Régi szovjet laktanyák helyén nagy szennyezések keletkezhettek; a benzinkutak kilyukadt tárolótartályából, az eltörött vezetékekből is sok kőolaj jut a talajba. Annak ellenére, hogy Magyarországon nincs nagy kőolaj-kitermelés, a leggyakoribb talaj- és talajvíz-szennyezőnek a szénhidrogének számítanak! Ha csak pár köbméter szennyezés kerül a talajba vagy a talajvízbe, könnyen szétterülhet. Ezek a vegyületek nem oldódnak nagyon jól a vízben, de a kismértékű oldódás is megteszi a hatását. A talajvízben elterjedve ivóvíz-bázisokat is veszélyeztethetnek, akár felszíni vizekbe is bekerülhetnek. A vegyületek többsége leginkább csak a víz ízét rontja, de a benzol bizonyítottan rákkeltő.

A többi említett vegyület is a benzol származéka.

Azok is fejtenek ki hatást például az idegrendszerre, akár hallucinációt is okozhatnak, mégis inkább az ízrontó hatásukat emelik ki. Eddig nem bizonyították, hogy rákkeltőek.

Mindenesetre, ha bármilyen talaj- vagy talajvíz-szennyezést okoznak ezek a vegyületek, akkor a törvény értelmében meg kell tisztítani a szennyezett területet. Annak kell a szennyezés eltávolításáról gondoskodnia, aki a szennyezést okozta.

Mintavétel német kutatókkal egy korábbi Áfor-benzinkút okozta szennyezés vizsgálatához

A legkörnyezetbarátabb, legköltséghatékonyabb eljárás az, ha a talajban levő baktériumokkal távolítjuk el a szennyezést. Ahogy említettem, a szénhidrogének bontására, a szén és az energiaforrásként való hasznosításukra számos baktérium képes – de elsősorban akkor, ha van oxigén a közegben. A talajfelszín alatt három-négy méterrel már nincs annyi oxigén, amennyi kellően támogathatná ezt a lebontást.

A mikrokozmosz-kísérleteink segítségével azt vizsgáltuk, hogy az oxigéntől elzárt vagy az oxigénben szegény közegekben vannak-e olyan baktériumok, amelyek mégis le tudják bontani ezeket a vegyületeket, aerob módon.

Mit jelent a „mikrokozmosz-kísérlet”?

Szennyezett területről (onnan, ahol korábban egy régi Áfor-benzinkút tárolótartálya lyukadt ki) vettünk talajvízmintát egyliteres, hermetikusan zárt edényekbe, és megnéztük, hogyan változik a mikrobaközösség, miközben csökken az oldott oxigén koncentrációja a talajvízben; milyen mikrobák vannak „mikroaerob” körülmények között ebben a mikrokozmoszban, és melyek bonthatták le az aromás szénhidrogéneket.

Mikrokozmosz-kísérlet

Új fajként írtuk le a Zoogloea oleivoranst; és azt is sikerült kimutatnunk, hogy lebontja a toluolt. A müncheni Helmholtz Intézettel van egy közös projektünk, amelyben stabil izotópos vizsgálatokkal bizonyítottuk, hogy mikroaerob körülmények között is működik ez a toluolbontás.

Miért a tolult vizsgálták?

Ez a lebontási kísérletek egyik modellvegyülete – éppen azért, mert nem rákkeltő, és az egyik leggyakoribb talajvízszennyező aromás vegyület.

Hogyan hasznosítható majd ez a munka a talajok tisztításában?

A nagy kiterjedésű, szennyezett területek, például a szovjet laktanyák talaját sokszor kell levegőztetni, hogy belátható időn belül végbemenjen a biológiai lebontás, és helyreálljon a minősége. Rengeteg energiába, pénzbe kerül, hogy a levegőt, az oxigént több méteres mélységbe bepumpálják. De ha kimutatjuk, hogy vannak olyan baktériumok, amelyek mikroaerob körülmények között is képesek aránylag gyorsan lebontani ezeket a vegyületeket, akkor nem kell teljesen aerob körülményeket kialakítani négy-öt méteres mélységben, hanem elég mikroaerob körülményeket fenntartani, amivel energiát spórolunk: környezetbarátabbá, olcsóbbá válhatnak a beavatkozások.

Aromás szénhidrogének mikrobiális lebontásának vizsgálata oxigénlimitált közegekben mikrokozmosz-kísérletek segítségével – PD 104307

2016. augusztus