Szennyezett talajok mikrobiológiai jellemzése és monitorozása foszfolipid-zsírsavak analízisével = Microbial characterization and monitoring of polluted soils by phospholipid fatty acid (PLFA) analysis

Abstract

A foszfolipidzsírsav- (PLFA-) analízis metodikáját sikeresen adaptáltuk. Kimutattuk, hogy a vizek tisztulásában hatékonyan működő lápi talajokban a mikrobiális biomassza - és így az öntisztulási funkció is - jelentős mértékben a rhizoszférához köthető, ahol kimutattuk az öntisztulásban fontos szerepet játszó metanotróf illetve szulfátredukáló szervezeteket is. A PLFA módszert elsőként alkalmaztuk a teljes rhizoszféra vizsgálatára. Kémiai stabilizálóanyag vizsgálatára beállított talaj-inkubációs kísérleti rendszerben vizsgáltuk három nehézfém megkötődését. Az adagolt lignit leginkább a króm megkötődését növelte, az ólom esetében csak a vizes kivonatban volt igazolható a mobilitáscsökkenés, míg a cinkre nem gyakorolt szignifikáns stabilizáló hatást. A nehézfémek mobilis frakciói által a mikrobiális közösségek méretében és anyagcsere-intenzitásában okozott változások csökkenő sorrendben alkalmas mutatóinak bizonyultak: a talaj foszfolipid-zsírsav-összetétele és szacharáz-enzimaktivitása; a fumigációs és észteráz-aktivitási (FDA) értékek. A foszfolipid-zsírsav-spektrumok statisztikai elemzése nyomán 11 zsírsavat és 4 zsírsav-csoportot találtunk, melyek jó indikátorai az egyes nehézfémek talajszennyező hatásának. A foszfolipid-zsírsav-analízis eredményei alapján a lignit jelenlétében a nehézfémek nem csak nehezebben felvehetők a növények számára, de a talajéletre gyakorolt toxikus hatásuk is kisebb. A projekthez kapcsolódva kialakítottunk egy korszerű szerves kémiai analitikai laboratóriumot a kutatóhelyen. | The methodology of phospholipid fatty acid (PLFA-) analysis was adapted in our laboratory. It was demonstrated, that microbial biomass, so as the purification function in peatland soils are connected to the rhizosphere, where methanotrophic and sulfate reducing bacteria were also present. PLFA analysis was first applied on the whole rhizosphere. A soil incubation model experiment was set up to test soil stabilization effects, where, in combination with various levels of lignite, Cr, Zn and Pb were added in wide concentration range. Lignite significantly reduced the mobile fraction of Cr. In case of Pb immobilization was significant only in the aquaeous extract, while Zn was not stabilized significantly. The effects of mobile fractions on the biomass and metabolic activity of soil biota, could be indicated by the following: phospholipid fatty acid patterns; saccharase and esterase (FDA) enzymatic activities, chloroform fumigation extraction method. Statistical evaluation of PLFA patterns showed that 11 PLFAs and 4 PLFA groups were good indicators of heavy metal pollution. PLFA analysis demonstrated that lignite had reduced not only the plant uptakeable fractions of heavy metals, but also the toxicity on the soil biota. In connection with the project, a modern gas-chromatography/mass spectrometry laboratory was installed in the institute