Biodegradation xenobiotics: Study on the persistence of the capability for the biodegradation of toluene in Pseudomonas putida mt-2. Second progress report

Het vermogen van Pseudomonas putida mt-2 om tolueen af te breken is vastgelegd op een TOL-plasmide. Onder bepaalde omstandigheden blijkt het vermogen om tolueen af te breken, spontaan verloren te gaan. Dit is mogelijk het gevolg van het verlies van het plasmide. In deze studie is het verlies van het tolueen-afbrekend vermogen kwantitatief onderzocht in continucultuur. Dit is een kweekmethode waarbij d.m.v. een gelimiteerd aanbod van een bepaalde nutrient de natuurlijke situatie zo goed mogelijk wordt nagebootst. De invloed van het limiterende nutrient en de groeisnelheid werden onderzocht. Bij de geteste groeisnelheid bleek bij een gelimiteerd aanbod van de koolstofbron of de zwavel-bron verlies van het tolueen afbrekend vermogen eerder en sneller plaats te vinden dan onder fosfaat- en stikstof limitatie. Met lage groeisnelheden blijkt het plasmide-verlies onder koolstoflimitatie sneller te verlopen dan bij hoge groeisnelheden. Juist onder de proces-omstandigheden die in de praktijk vaak voorkomen (koolstoflimitatie, lage groeisnelheid) blijkt het handhaven van de plasmide-gecodeerde afbraakweg een sterk groeinadeel voor zijn gastheer te kunnen veroorzaken. Deze studie maakt duidelijk dat de stabiliteit van het tolueen afbrekende vermogen afhankelijk is van diverse procesparameters. De resultaten zijn niet slechts van belang voor de afbraak van tolueen maar eveneens voor de afbraakmogelijkheden van de meeste gehalogeneerde en aromatische verbindingen aangezien die ook gecodeerd liggen op plasmiden en deze plasmiden onderling grote verwantschap vertonen.Abstract not availableDGM/

Small scale anaerobic treatment of domestic waste water. Second progress report

De totale vervuilingswaarde van kleinschalige lozingspunten in Nederland (boerderijen etc.) is ongeveer 1,5 miljoen i.e. Wegens de veelal geisoleerde ligging van deze objecten is aansluiting op communale rioolstelsels vaak zeer kostbaar. Zuivering aan de bron is daarom vaak het enige alternatief, als men deze vorm van vervuiling (van bodem en oppervlaktewater) wil verminderen. Door het RIVM wordt, in samenwerking met de Landbouwuniversiteit te Wageningen, onderzoek gedaan naar de toepasbaarheid van anaerobe zuivering van huishoudelijk afvalwater bij kleinschalige lozingspunten. Het onderzoek wordt uitgevoerd met drie UASB-reactoren. Dit tweede voortgangsrapport bevat de onderzoeksresultaten betreffende de periode september 1986 t/m december 1987. Uit de eerste resultaten blijkt, dat de reactoren in principe geschikt zijn voor het gestelde doel. Verder onderzoek en eventuele aanpassing van de reactorconstructie is echter noodzakelijk om een beter en meer bedrijfszeker resultaat te verkrijgen.RIV

Introductory study for further development and validation of the biodegradation submodule in PESTRAS

Met het model PESTRAS (PEsticide TRansport ASsessment) wordt het lot van pesticiden in de bodem en het grondwater gesimuleerd en geografisch zichtbaar gemaakt. Het model wordt gebruikt in het kader van MB/MV (Milieubalans/Milieuverkenningen) en het toelatingsbeleid voor stoffen. Het is een aangepaste versie van het model PESTLA (PESTicide Leaching and Accumulation). In het model is o.a. een submodule opgenomen, waarmee de microbiele afbraak van pesticiden wordt beschreven. Aannames m.b.t microbiologische omzetting van pesticiden spelen een grote rol bij de uitkomst van simulaties. Sommige aannames in de submodule zijn omschreven op een manier die, gezien vanuit de microbiologie, niet geheel in overeenstemming is met de realiteit. Om die reden is aanpassing van de submodule in PESTRAS noodzakelijk. Het doel van de voorliggende studie is een eerste orientatie betreffende het aanpassen van de genoemde submodule. Geconcludeerd kan worden, dat complexe factoren m.b.t. de microbiologische omzetting veelal worden vereenvoudigd in de biodegradatie-submodule, om de milieu-effecten van pesticiden niet te onderschatten. In de studie zijn enkele gezichtspunten vanuit de microbiologie aangedragen, die de complexiteit van biodegradatie benadrukken. Belangrijke punten waarbij in het model (om pragmatische redenen) voor een enigszins andere invalshoek is gekozen dan gebruikelijk in de microbiologie, zijn: het effect van het doseren van verschillende pesticiden, het tijdsinterval tussen doseringen, de verdeling van de pesticide-concentratie over een opgeloste en een geadsorbeerde fractie (biobeschikbaarheid), de invloed van de temperatuur op de microbiele omzettingscapaciteit, de mogelijkheid van anaerobe omzetting van pesticiden en de relatie tussen microbiele omzettingscapaciteit en de bodemdiepte. In hoeverre de genoemde punten aanpassing van de submodule noodzakelijk maken, zal nader moeten worden bepaald. In ieder geval is een betere onderbouwing noodzakelijk van de relatie tussen de omzettingscapaciteit en de bodemdiepte, verdeeld over de microbiele activiteit in de onverzadigde (zuurstofhoudende) zone, de verzadigde (zuurstofloze) zone en de zone met fluctuerende grondwaterspiegel. Ook onderzoek naar de biobeschikbaarheid van pesticiden is van belang, omdat de mate van microbiele omzetting hiervan sterk afhankelijk is. De biodegradatie-submodule zou op dit punt analoog aan de sorptie-submodule kunnen worden aangepast.With the model PESTRAS (PESticide TRansport ASsessment) the fate of pesticides in soil and groundwater is simulated and displayed geographically. The model is used within the framework of MB/MV (Environmental Status/Environmental Outlook) and pesticide legislation procedures. It is a modified version of the model PESTLA (PESTicide Leaching and Accumulation). The model contains a submodule in which the microbial degradation of pesticides is described. Assumptions concerning microbial transformation of pesticides play an important role in the outcome of simulations. Some assumptions are described in a way that is not in full agreement with field observations. For that reason optimization of the submodule in PESTRAS is necessary. The aim of the present study is a first orientation in this respect. It can be concluded that complex factors concerning microbial transformation are often simplified in the biodegradation submodule, to avoid underestimation of environmental effects of pesticides. In this study some microbiological aspects are presented, that emphasize the complexity of biodegradation. Important elements where the model displays a different point of view (for pragmatic reasons) than customary in microbiology, are: the effect of dosages of different pesticides, the interval between dosages, partition of the pesticide concentration in a water-soluble fraction and an adsorbed fraction (bioavailability), the influence of the temperature on the microbial transformation capacity, the possibility of anaerobic transformation of pesticides and the relationship between microbial transformation capacity and depth of soil. To what extent the elements mentioned above make adjustment of the submodule necessary, has to be determined further. It is benificial to the PESTRAS model to improve the relationship between transformation capacity and depth of soil, devided in the vadose (oxic) zone, the saturated (anoxic) zone and the zone with fluctuating groundwater levels. Research concerning bioavailability is important as well, because the extent of microbial degradation is dependent on that. At this point the biodegradation submodule could be modified analogously to the sorption submodule.RIV

Small scale anaerobic treatment of domestic waste water. Pilot test with three UASB-reactors. Third progress report

De totale vervuilingswaarde van kleinschalige lozingspunten in Nederland (boerderijen etc.) is ongeveer 1,5 miljoen i.e. Wegens de veelal geisoleerde ligging van deze objecten is aansluiting op communale rioolstelsels vaak zeer kostbaar. Zuivering aan de bron is daarom vaak het enige alternatief, als men deze vorm van vervuiling (van bodem en oppervlaktewater) wil verminderen. Door het RIVM werd, in samenwerking met de Landbouwuniversiteit te Wageningen, onderzoek gedaan naar de toepasbaarheid van anaerobe zuivering van huishoudelijk afvalwater bij kleinschalige lozingspunten. Het onderzoek werd uitgevoerd (van september 1986 t/m december 1988) met drie UASB-reactoren. Dit derde voortgangsrapport bevat de onderzoeksresultaten betreffende de periode januari 1988 t/m december 1988. Uit de resultaten blijkt, dat de reactoren in principe geschikt zijn voor het gestelde doel. De zuiveringsresultaten zijn echter sterk temperatuursafhankelijk.RIV

Kleinschalige anaerobe zuivering van huishoudelijk afvalwater. Interimrapport 2

De totale vervuilingswaarde van kleinschalige lozingspunten in Nederland (boerderijen etc.) is ongeveer 1,5 miljoen i.e. Wegens de veelal geisoleerde ligging van deze objecten is aansluiting op communale rioolstelsels vaak zeer kostbaar. Zuivering aan de bron is daarom vaak het enige alternatief, als men deze vorm van vervuiling (van bodem en oppervlaktewater) wil verminderen. Door het RIVM wordt, in samenwerking met de Landbouwuniversiteit te Wageningen, onderzoek gedaan naar de toepasbaarheid van anaerobe zuivering van huishoudelijk afvalwater bij kleinschalige lozingspunten. Het onderzoek wordt uitgevoerd met drie UASB-reactoren. Dit tweede voortgangsrapport bevat de onderzoeksresultaten betreffende de periode september 1986 t/m december 1987. Uit de eerste resultaten blijkt, dat de reactoren in principe geschikt zijn voor het gestelde doel. Verder onderzoek en eventuele aanpassing van de reactorconstructie is echter noodzakelijk om een beter en meer bedrijfszeker resultaat te verkrijgen.<br

Biodegradation xenobiotics IV. Inventarisation of the possibilities of biological degradation of priority organic pollutants in waste streams

In dit rapport wordt een overzicht gegeven betreffende de mogelijkheden die er zijn om micro-organismen toe te passen voor de verwildering van prioritaire stoffen in afvalstromen (afvalstoffen genoemd in het "Indicatief Meerjarenprogramma Milieubeheer 1987-1991") in het milieu en de toepassing van biotechnologische technieken om vervuiling met dergelijke stoffen tegen te gaan. Er wordt een kort overzicht gegeven van de kenmerken van micro-organismen die van belang zijn voor biodegradatie van milieu-vreemde verbindingen. Vervolgens wordt in het kort aangegeven van welke prioritaire stoffen bekend is dat zij door micro-organismen kunnen worden afgebroken. In het volgende hoofdstuk wordt een indicatie gegeven van de herkomst van de verontreinigende stoffen. Daarna volgt een overzicht van de zuiveringsprocessen waarbij micro-organismen worden toegepast. Tenslotte wordt een indicatie gegeven van het onderzoek dat moet worden uitgevoerd, om op grote schaal tot toepassing van biotechnologische reinigingsmethoden over te gaan voor de verwijdering van deze stoffen.DGM/

Kleinschalige anaerobe zuivering van huishoudelijk afvalwater. Praktijkproef met drie UASB-reactoren. Eindrapport

De totale vervuilingswaarde van individuele lozingen van huishoudelijk afvalwater in Nederland bedraagt ongeveer 1,2 miljoen i.e. Wegens de veelal geisoleerde ligging van deze objecten is aansluiting op communale rioolstelsel en rwzi's vaak zeer kostbaar. Zuivering aan de bron is daarom vaak het enige alternatief als men deze vorm van vervuiling (van bodem en oppervlaktewater) wil verminderen. Het RIVM heeft, in samenwerking met de Landbouwuniversiteit Wageningen, onderzoek gedaan naar de toepasbaarheid van anaerobe zuivering van huishoudelijk afvalwater bij kleinschalige lozingspunten. Dit onderzoek is uitgevoerd met drie UASB-reactoren (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) vanaf september 1986 t/m december 1988. Uit de resultaten blijkt dat de reactoren in principe geschikt zijn voor het gestelde doel, maar dat de zuiveringsresultaten sterk afhankelijk zijn van de reactortemperatuur. Beneden 12 graden C berustte de zuivering hoofdzakelijk op bezinking van materiaal, tewijl boven 12 graden C de microbiele omzetting van organisch materiaal toenam. Gemiddeld over een heel jaar bedroegen de zuiveringsrendementen voor CZVt en BZV ongeveer 50%. Gedurende 3 a 4 maanden per jaar vond boven 12 graden C volledige omzetting plaats van vluchtige vetzuren in methaan, waarbij gemiddelde zuiveringsrendementen werden bereikt van ongeveer 72% voor CZVt en BZV.<br

Small scale anaerobic treatment of domestic waste water. Pilot test with three UASB-reactors. Final report

De totale vervuilingswaarde van individuele lozingen van huishoudelijk afvalwater in Nederland bedraagt ongeveer 1,2 miljoen i.e. Wegens de veelal geisoleerde ligging van deze objecten is aansluiting op communale rioolstelsel en rwzi's vaak zeer kostbaar. Zuivering aan de bron is daarom vaak het enige alternatief als men deze vorm van vervuiling (van bodem en oppervlaktewater) wil verminderen. Het RIVM heeft, in samenwerking met de Landbouwuniversiteit Wageningen, onderzoek gedaan naar de toepasbaarheid van anaerobe zuivering van huishoudelijk afvalwater bij kleinschalige lozingspunten. Dit onderzoek is uitgevoerd met drie UASB-reactoren (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) vanaf september 1986 t/m december 1988. Uit de resultaten blijkt dat de reactoren in principe geschikt zijn voor het gestelde doel, maar dat de zuiveringsresultaten sterk afhankelijk zijn van de reactortemperatuur. Beneden 12 graden C berustte de zuivering hoofdzakelijk op bezinking van materiaal, tewijl boven 12 graden C de microbiele omzetting van organisch materiaal toenam. Gemiddeld over een heel jaar bedroegen de zuiveringsrendementen voor CZVt en BZV ongeveer 50%. Gedurende 3 a 4 maanden per jaar vond boven 12 graden C volledige omzetting plaats van vluchtige vetzuren in methaan, waarbij gemiddelde zuiveringsrendementen werden bereikt van ongeveer 72% voor CZVt en BZV.RIV

Site-specific risk assessment - field investigations with a quantitative Triad approach

Current approaches for site-specific ecological risk assessment of soil pollution are based on the estimation of effects from the presence of contaminants in soil and biota, and literature toxicity data. Trends in assessment methods are directed to the application of biological tests, like bioassays and biological field observations. For this the framework of the Triad approach was adopted and transformed to fit quantitative data of different assessment tools. The Triad is composed of three elements, i.e. an assessment of risks from the presence of contaminants in the soil (substances directed approach), an assessment of risks from the results of bioassays with samples from the site, and biological field observations. In this report the results are presented from experimentally derived TRIAD data in order to test the applicability and expressiveness of the method. Four propositions were adopted: 1. a balanced Triad requires effort on all three Triad legs simultaneously, 2. parameters for risk assessment should be quantitative rather than integer expressions or text, 3. for efficient evaluation it is recommended to express all data on one scale, the so-called 'effects' scale, ranging from 0 to 1, and, 4. for efficiency reasons, a tiered approach is recommended, using 'simple' tests in the lower tiers and 'sophisticated' tests in the higher tiers. From the field investigations at contaminated sites, the conclusion was that the quantitative Triad approach is useful for structuring ecological risk assessment methods.Huidige methodieken voor locatiespecifieke ecologische risicobeoordeling zijn gebaseerd op de inschatting van effecten op basis van toxiciteitsdata uit de literatuur en de aanwezigheid van contaminanten in de bodem en biota. Biologische testen, zoals bioassays en veldwaarnemingen, worden steeds meer toegepast bij ecologische risicobeoordeling. Het doel van het praktijkonderzoek was het toetsen van de bruikbaarheid van de Triade-benadering als basis voor een methodiek voor locatiespecifieke risicobeoordeling. De Triade bestaat uit drie elementen, nl. een inschatting van effecten op basis van de aanwezigheid van contaminanten op de locatie, een inschatting van de effecten op basis van de meetbare toxiciteit in monsters van de locatie, en een inschatting van effecten op basis van veldwaarnemingen aan het ecosysteem. Integratie van deze onafhankelijke sporen leidt tot een verbeterd inzicht in de effecten van de verontreiniging. Voor dit onderzoek werden Triade-gegevens van een aantal verontreinigde locaties verzameld. Vier uitgangspunten werden hierbij gehanteerd: 1) op elk Triade-spoor was de inzet vergelijkbaar t.b.v. een afgewogen integratie, 2) de individuele parameters werden gekwantificeerd (geen integer uitdrukking of tekst), 3) om de vergelijking te vergemakkelijken werd een eenduidige effectschaal toegepast, namelijk van 0 (geen effect) tot 1 (maximaal effect), en 4) t.b.v. de efficientie werd een gelaagde aanpak gebruikt, waarbij simpele testen bij de lage trede ingezet werden en complexe testen bij de hoge trede. De conclusie uit de resultaten van het onderzoek op de verontreinigde locaties is dat de kwantitatieve Triade geschikt is als basis voor een risicobeoordelingsmethodiek

Site-specific risk assessment - field investigations with a quantitative Triad approach

Huidige methodieken voor locatiespecifieke ecologische risicobeoordeling zijn gebaseerd op de inschatting van effecten op basis van toxiciteitsdata uit de literatuur en de aanwezigheid van contaminanten in de bodem en biota. Biologische testen, zoals bioassays en veldwaarnemingen, worden steeds meer toegepast bij ecologische risicobeoordeling. Het doel van het praktijkonderzoek was het toetsen van de bruikbaarheid van de Triade-benadering als basis voor een methodiek voor locatiespecifieke risicobeoordeling. De Triade bestaat uit drie elementen, nl. een inschatting van effecten op basis van de aanwezigheid van contaminanten op de locatie, een inschatting van de effecten op basis van de meetbare toxiciteit in monsters van de locatie, en een inschatting van effecten op basis van veldwaarnemingen aan het ecosysteem. Integratie van deze onafhankelijke sporen leidt tot een verbeterd inzicht in de effecten van de verontreiniging. Voor dit onderzoek werden Triade-gegevens van een aantal verontreinigde locaties verzameld. Vier uitgangspunten werden hierbij gehanteerd: 1) op elk Triade-spoor was de inzet vergelijkbaar t.b.v. een afgewogen integratie, 2) de individuele parameters werden gekwantificeerd (geen integer uitdrukking of tekst), 3) om de vergelijking te vergemakkelijken werd een eenduidige effectschaal toegepast, namelijk van 0 (geen effect) tot 1 (maximaal effect), en 4) t.b.v. de efficientie werd een gelaagde aanpak gebruikt, waarbij simpele testen bij de lage trede ingezet werden en complexe testen bij de hoge trede. De conclusie uit de resultaten van het onderzoek op de verontreinigde locaties is dat de kwantitatieve Triade geschikt is als basis voor een risicobeoordelingsmethodiek.Current approaches for site-specific ecological risk assessment of soil pollution are based on the estimation of effects from the presence of contaminants in soil and biota, and literature toxicity data. Trends in assessment methods are directed to the application of biological tests, like bioassays and biological field observations. For this the framework of the Triad approach was adopted and transformed to fit quantitative data of different assessment tools. The Triad is composed of three elements, i.e. an assessment of risks from the presence of contaminants in the soil (substances directed approach), an assessment of risks from the results of bioassays with samples from the site, and biological field observations. In this report the results are presented from experimentally derived TRIAD data in order to test the applicability and expressiveness of the method. Four propositions were adopted: 1. a balanced Triad requires effort on all three Triad legs simultaneously, 2. parameters for risk assessment should be quantitative rather than integer expressions or text, 3. for efficient evaluation it is recommended to express all data on one scale, the so-called 'effects' scale, ranging from 0 to 1, and, 4. for efficiency reasons, a tiered approach is recommended, using 'simple' tests in the lower tiers and 'sophisticated' tests in the higher tiers. From the field investigations at contaminated sites, the conclusion was that the quantitative Triad approach is useful for structuring ecological risk assessment methods.DG