Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Microbial activities in boreal soils: Biodegradation of organic contaminants at low temperature and ammonia oxidation

Jukka Kurola

Doctoral dissertation, October 2006.
University of Helsinki, Faculty of Biosciences, Department of Ecological and Environmental Sciences and University of Helsinki, Department of Applied Chemistry and Microbiology, Division of Microbiology.

Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia suomalaisen maaperän kykyä hajottaa orgaanisia ympäristömyrkkyjä ja maanperän omia luontaisia biopolymeerejä alhaisissa lämpötiloissa. Lisäksi tässä työssä tutkittiin ammoniakkia hapettavien bakteerien populaatiorakennetta ja aktiivisuuksia öljyhiilivetyjen voimakkaasti pilaamassa maaperässä. Orgaanisten ympäristömyrkkyjen biohajoamista tutkittiin Helsingin yliopiston Viikin koe- ja tutkimustilalla Helsingissä, ja metsämaan orgaanisen aineen hajotusaktiivisuuksia Helsingin yliopiston Hyytiälän metsäasemalla Juupajoella, Hämeessä. Väitöskirjassa osoitettiin, että viljellyn peltomaan ja luonnontilaisen lehtimetsän juuristovyöhykkeen mikrobit hajottivat polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä ja polykloorattuja fenoleja hiilidioksidiksi ja vedeksi pohjoisia oloja vastaavissa lämpötiloissa (-2.5º - +15 ºC). Tutkimustulokset viittaavat siihen, että maaperän mikrobien luontainen kyky hajottaa orgaanisia ympäristömyrkkyjä alhaisessa lämpötilassa oli tehokkaampaa pienissä (≤ 5.0 µg cm-3) kuin suurisssa (50 µg cm-3) haitta-ainepitoisuuksissa. Podsoloituneen havumetsämaan maahengitys- (hiilidioksidituotanto) ja hydrolyyttiset entsyymiaktiivisuudet olivat yhtäläisiä tai korkeampia lokakuussa kuin heinä-elokuussa. Tulokset osoittivat, että havumetsämaa oli biologisesti aktiivinen myös kylmänä vuosipuoliskona, ja että metsämaan mikrobiaktiivisuksia säätelivät myös muut tekijät kuin alhainen lämpötila.

Tämä väitöskirjatutkimus osoitti lisäksi, että öljyisillä lietteillä voimakkaasti pilaantuneeseen ja urealannoitettuun peltomaahan oli kehittynyt ammoniakkia hapettava mikrobiyhteisö, joka sietää korkeita öljyhiilivetypitoisuuksia. Ammoniakkia hapettavat bakteerit olivat sopeutuneet kasvamaan öljyllä pilaantuneessa maassa, ja näin ollen ne voisivat toimia myös öljyisen maan puhdistajina. Nykyaikaisten, mikrobien DNA:ta hyödyntävien menetelmien ja maailmanlaajuisten tietokantojen avulla pystyttiin osoittamaan, että valtaosa öljyhiilivetyjen pilaaman peltomaan ammoniakkia hapettavista bakteereista oli läheisintä sukua Nitrosospira-sp. bakteereille. Öljyisen peltomaan luontaisesti ammoniakkia hapettavat bakteerit Nitrosospira-sp. onnistuttiin rikastamaan suoraan maahan sijoitettujen kationinvaihtokalvojen avulla. Tulokset osoittivat, että kationinvaihtokalvot soveltuvat hyvin ammoniakkia hapettavien bakteerien toteamiseen ja niiden ekologian tutkimiseen maaperässä.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 26.09.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki