KYT - Syväbiosfääritutkimukset. Malin Bomberg Teknologian tutkimuskeskus VTT

Samankaltaiset tiedostot
Loppusijoitustilan mikrobisto ja sen toiminta KYT2018 seminar, Malin Bomberg

Kuparikapselin korroosio

Syvien biosfäärien geomikrobiologia - Molekyylibiologiset monitorointimenetelmät, GEOMOL

Ravinteet, energia ja kaasut kalliobiosfäärissä

Kaasujen muodostuminen matala-aktiivisen jätteen loppusijoituksessa

Purkujätemetallien korroosio

Kallioperätutkimukset:

Talousveden laatu ja pohjaveden käsittely

Desinfiointiaineen ja putkimateriaalin vaikutus talousvesiverkostojen bakteeristoon pilot-tutkimus. Eila Torvinen, Vesihuoltopäivät 23.5.

Pajubiohiili biolaitoksissa. Ilmo Kolehmainen Pajupojat Oy

Kaasut ja biogeokemian prosessit kallioperässä (KABIO)

Mikrobien merkitys maan multavuuden lisäämisessä

BIOPROSESSIT KAIVOSVESIEN PUHDISTUKSESSA. Jaakko Puhakka Kemian ja biotekniikan laboratorio Tampereen teknillinen yliopisto

KaiHali. Järvisedimentin ja suoturpeen luontainen kyky poistaa kaivosveden sulfaatti- ja metallikuormitusta

C-14 vapautuminen loppusijoituksessa (HIILI-14) C-14 vapautuminen aktivoituneesta metallijätteestä loppusijoituksessa Kaija Ollila, VTT

Ei ole olemassa jätteitä, on vain helposti ja hieman hankalammin uudelleen käytettäviä materiaaleja

HAAPAVEDEN KAUPUNGIN YMPÄRISTÖLABORATORION TUTKIMUSMAKSUT ALKAEN

Molekyylibiologiaan perustuvat mikrobiyhteisömääritykset ja niiden käyttökohteet yhdyskuntajätevesien käsittelyssä

Í%R]'ÂÂÂVqEÎ. Päivämäärä Sivu 1 / 2

Kallioperän redox-olosuhteiden muutosten tutkiminen

Glykoli uhkaa Kehäradan rakenteita

REKISTERIOTE Hyväksytty tai rekisteröity laboratorio. SeiLab Oy, Seinäjoen elintarvike- ja ympäristölaboratorio. Vaasantie 1 C SEINÄJOKI Puh.

- Extra: PCR-alukkeiden suunnittelutehtävä haluttaessa

Suomen kaatopaikat kasvihuonekaasujen lähteinä. Tuomas Laurila Ilmatieteen laitos

Vesianalyysit saneerauksessa

Maan happamuus ja kalkitus. Ravinnepiika, kevätinfo Helena Soinne

Ydinjätteiden loppusijoituksen mikrobiologia KYT2018-seminaari, , Espoo. Muutama ajatus seminaarin aluksi

Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin. Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos

Uusi ejektoripohjainen hiilidioksidin talteenotto-menetelmä. BioCO 2 -projektin loppuseminaari elokuuta 2018, Jyväskylä.

Humusvedet. Tummien vesien ekologiaa. Lauri Arvola. Helsingin yliopisto Lammin biologinen asema

KYT2018-tutkimusohjelman tavoitteet Loppuseminaari

Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset

Vantaanjoen valuma-alueelta peräisin olevan liuenneen orgaanisen aineksen määrä, laatu ja hajoaminen Itämeressä

ORGAANINEN KEMIA. = kemian osa-alue, joka tutkii hiilen yhdisteitä KPL 1. HIILI JA RAAKAÖLJY

Ilmiö 7-9 Kemia OPS 2016

JOKIRANNANTIEN ASEMAKAAVA, ASIANTUNTIJALAUSUNTO

Talousvettä toimittavan laitoksen kokoluokka (m 3 /d)

HAJUAISTI HAJUN MERKITYS IHMISEN TERVEYDELLE

TUTKIMUSTODISTUS. Jyväskylän Ympäristölaboratorio. Sivu: 1(1) Päivä: Tilaaja:

Biodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa

vedenlaatuongelmat Muoviputkien Miksi verkostovedessä on mikrobeja? Biofilmien muodostuminen Mikrobien kasvualusta ja suojapaikka

Metsämaan mikrobiologisten prosessien ilmakehällinen merkitys: Metaani (CH 4. ) ja dityppioksidi (N 2

SULFIDIEN AIHEUTTAMA KUPARIN JÄNNITYSKORROOSIO

Mikrobiryhmät. Bakteeriviljelmät

Nitriittilaukattujen lihatuotteiden hapettumisenestoaineet. Toimialaohje

Analyysi Menetelmä Yksikkö

Aijalan Cu, Zn, Pb-kaivoksen aiheuttama metallikuormitus vesistöön ja kuormituksen mahdollinen hallinta

*2,3,4,5 *1,2,3,4,5. Helsingin yliopisto. hakukohde. Sukunimi. Tampereen yliopisto. Etunimet. Valintakoe Tehtävä 1 Pisteet / 30. Tehtävä 1.

TESTAUSSELOSTE J ^Talousvesitutkimus

POHJAVEDEN IN SITU PUHDISTAMINEN UUDELLA MENETELMÄSOVELLUKSELLA

Mitä pajukosteikon juuriston mikrobianalyysi kertoo? , Oulun yliopisto Karoliina Iso-Junno

UUDET TEKNIIKAT SISÄYMPÄRISTÖN MIKROBIEN TOTEAMISESSA

Voimalaitoksen vesikemian yleiset tavoitteet ja peruskäsitteitä

Näytenumero Näytetunnus Tunnus Ottopvm. Näytteenottaja Saapunut pvm. Tutkimus alkoi Tutkimus valmis

KPL1 Hiili ja sen yhdisteet. KPL2 Hiilivedyt

Sideaineet eri käyttökohteisiin

REKISTERIOTE Hyväksytty laboratorio

joten ei E-colia AMMONIUM * SFS 3032:-76 mg/l < 0,02 AMMONIUM-TYPPI * SFS 3032:-76 mg/l < 0,02 HAJU

KUIVAKOLUN KAATOPAIKKA

ANALYYSIT kuiva-aine (TS), orgaaninen kuiva-aine (VS), biometaanintuottopotentiaali (BMP)

Maaperän biologinen monimuotoisuus Tuhannet tuntemattomat jalkojemme alla

Hiiltä varastoituu ekosysteemeihin

TESTAUSSELOSTE Talousvesitutkimus^

TESTAUSSELOSTE Talousvesitutkimus^

Pötsin hyvinvointiin. Version 1

Kasvissivutuotteen hyödyntäminen maanparannusaineena. Marja Lehto, Tapio Salo

TESTAUSSELOSTE J ^Talousvesitutkimus

TESTAUSSELOSTE J ^Talousvesitutkimus

Analyysi Menetelmä Yksikkö Verkostovesi Pattasten koulu. * SFS-EN ISO pmy/ml 1 Est. 7,5 Sähkönjohtavuus, 25 C * SFS-EN 10523:2012

Softena 1 Tämä vedenpehmennyssuodatin on tarkoitettu pienen talouden käyttöön. Mitä suodatin tekee?

Miten kasvit saavat vetensä?

NITRIFIKAATIOBAKTEERIEN TOIMINTA

Lataa Orgaaninen kemia - Pirjo Napari. Lataa

REKISTERIOTE Hyväksytty tai rekisteröity laboratorio. Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry, Tampere

Kuparin korroosio käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusolosuhteissa

MAAN KASVUKUNTO. Luomupäivät Kuopiossa. Suvi Mantsinen, Humuspehtoori Oy

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Talousveden laadun jatkuvatoiminen mittaaminen pohjavesilaitoksen vedenjakeluverkostossa

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Miten kasvit saavat vetensä?

TESTAUSSELOSTE Talousvesitutkimus^

Hintalomake Laboratoriopalvelut Talousvesi välilehti 1

Veden mikrobiologisen laadun hallinta vesilaitoksilla. Ilkka Miettinen

JMS Malli 410 Malli 410 vedenpehmennyssuodatin on tarkoitettu pienen talouden käyttöön Markkinoiden pienin ja tehokkain vedenpehmennyssuodatin.

Peltobiomassojen viljelyn vaikutus ravinne- ja kasvihuonekaasupäästöihin

Helsingin kaupunki Esityslista 4/ (5) Ympäristölautakunta Ytp/

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Itämeren sedimentin ja rautamangaanisaostumien. hajottaa raakaöljyä ja naftaleenia. Suomen ympäristökeskus

Pellettien ja puunkuivauksessa syntyneiden kondenssivesien biohajoavuustutkimus

TESTAUSSELOSTE Talousvesitutkimus^

Metsänkasvatuskelvottomien soiden kasvihuonekaasupäästöt

TESTAUSSELOSTE Talousvesitutkimus^

TESTAUSSELOSTE Talousvesitutkimus^

TESTAUSSELOSTE *Vesilaitosvesi

Talvivaaran jätevesipäästön alapuolisten järvien veden laatu Tarkkailutulosten mukaan

1.1 MIKROBIT ELINTARVIKKEISTA

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

VTT:n kaasutustekniikan erikoismittaukset. Sanna Tuomi, Matti Reinikainen , PIKOKAASU-seminaari VTT Technical Research Centre of Finland

Toimiva maaperän mikrobisto

Käyttövesijärjestelmien tutkimus Sisäympäristö-ohjelmassa: laatu, turvallisuus sekä veden- ja energiansäästö

Transkriptio:

KYT - Syväbiosfääritutkimukset Malin Bomberg Teknologian tutkimuskeskus VTT

2 Mikrobien merkitys syväbiosfäärissä Mikrobiyhteisöt ovat hyvin monimuotoiset tuhansia lajeja Yleensä matala aineenvaihdunta, mutta reagoivat nopeasti ympäristön muutoksiin Heterotrofisia orgaanisten hiiliyhdisteiden hajottajia, usein tuottaen orgaanisia happoja Autotrofeja hiilidioksidin sitojia Typpibakteerit nitraatin ja nitriitin pelkistys, ammoniakin hapetus, typensidonta Metanogeenit metaanintuottajat Metanotrofit metaaninhapettajat Rikkiyhdisteiden pelkistäjät ja hapettajat Raudan/mangaanin pelkistäjät ja hapettajat ylläpitävät mikrobiyhteisöjen toimintaa syväbiosfäärissä

3 Näytteenottopaikat vuoteen 2013 Pyhäsalmi Outokumpu pakkerinäyttenottoja rakovyöhykkeistä (180 m, 500 m, 968 m, 1820 m, 2260 m, 2300 m) - Letkunäytteenottoja (0-1500 m, 0-2500 m) Kuhmo Romuvaara - Ro_10-0-600 m (letkunäytteenotto) Olkiluoto 300-600m - useampi reikä (pakkerinäytteenotto, PAVE) - VLJ-luola, pohjavesiasema Tulossa 2013 Pyhäsalmen kaivos

4 Solumäärät ja sulfaatinpelkistäjät

5 Hiili- ja typpiuhdisteiden käyttö Biolog-koe, 95 erilaista yleistä hiilen- ja typenlähdettä

6 Näytteenoton ajankohta Purkamo et al., 2013, FEMS Microbiology Ecology, In press

7 Outokummun mikrobiyhteisöjen tunnistus 16S rrna PCR-DGGE ja Pyro-sekvensoinnin avulla Archaea Bacteria OUTOII 150-250 m OUTOII 550-650m m OUTOII 950-1050 m OUTOII 1050-1150 m OUTOII 1450-1550 m OUTOII 1850-1950 m OUTOII 2250-2350 m 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % OUTOII 150-250 m OUTOII 550-650 m OUTOII 950-1050 m OUTOII 1050-1150 m OUTOII 1850-1950 m OUTOII 2250-2350 m 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % SRB SRB H 2 + CO 2 Orgaaninen hiili H 2 + CO 2? Flavobacteria Gammaproteobacteria Actinobacteria Alphaproteobacteria Mollicutes Clostridia Betaproteobacteria unclassified_bacteria Deltaproteobacteria Erysipelotrichi Anaerolineae Sphingobacteria Methanolobus Methanomethylovorans Methanobacterium Methanosarcina unclassified_methanobacteriaceae unclassified_euryarchaeota unclassified_archaea unclassified_methanosarcinaceae unclassified_methanomicrobia unclassified_methanobacteriales 1 2 3 4 * * * * * * *

8 Olkiluodon mikrobiyhteisöt SRB Nitraatin pelkistäjiä Metaaninhapettjaia Raudan pelkistäjiä Fermentoivia Rikin hapettajia CO 2 fiksaajia Nitraatin pelkistäjiä metaaninhapettaja Asetaatti H 2 + CO 2 Asetaatti Orgaaninen hiili Orgaaninen hiili

9 Romuvaara Ro_10 mikrobiyhteisö Arkit Bakteerit Raudan hapetus ja pelkistys Metaani H 2 +CO 2 :sta ja formaatista H 2 +CO 2

10 Metagenomiikka (Geobioinfo) Olkikuoto OL-KR49/532m, OL-KR40/609m Outokumpu 500 m, 968 m, 2265 m, 2300 m

11 Hiilenlähteiden aktivoiva vaikutus mikrobeihin Pienet hiiliyhdisteet ja elektroninvastaanottajat ovat tärkeitä syväbiosfäärin mikrobien toiminnalle Outokummun 500 m pohjaveden mikrobeille syötettiin CH 4, CH 4 +SO 4, metanolia ja metanoli+so 4 Inkubointiaika 2h Mikrobisolut, joiden aineenvaihdunta vilkastui substraattien lisäyksen johdosta tunnistettiin redox värillä Ei lisäyksiä Metaani Metanoli

12 Outokumpu 500 m A. Aktivoituneiden solujen osuus B. Nitraatinpelkistäjät C. Sulfaatinpelkistäjät D. Metaaninhapettajat E. Ammoniakin hapettajat

13 Mikrobiologisten prosessien turvallisuusmerkitys (erityisesti korroosio) Mikrobiologinen toiminta voi huomattavasti kiihdyttää metallisten materiaalien (purkujätemetallit ja kapselimateriaalit) korroosiota loppusijoitusolosuhteissa ja vaikuttaa siten radio- Aktiivisten aineiden nopeampaan vapautumiseen Mikrobien aineenvaihduntatuotteet voivat myös laskea merkittävästi ph:ta, mikä vaikuttaa myös betonin kestävyyteen Mikrobiologinen toiminta on erilaista eri paikoissa, tutkituissa kolmessa paikassa mikrobiyhteisöt poikkeavat toisistaan samoilla syvyyksilläkin, samoin kuin niiden käyttämät ravintoaineet Näin ollen on tärkeää selvittää mikrobien esiintymistä ja erityisesti niiden aktiivisuutta oikeissa käyttöolosuhteissa eikä esimerkiksi Ruotsissa tehtyjä tuloksia voida sellaisenaan soveltaa Suomen loppusijoitusolosuhteisiin arvioitaessa mikrobiologisen korroosion vaikutuksia metallisiin materiaaleihin

14 Purkujätemetallien korroosiotutkimus (Remic) Olkiluodon VLJ-luolan KR9:n vedessä 3 ja 8 kk:n altistus, hiiliteräsnäytteet - mikrobien määrä vedessä lisääntyi, kun mukana oli hiiliteräsnäyte - Biofilmin muodostuminen hiiliteräksen pinnalle oli voimakkaampaa huoneenlämpötilassa kuin matalammassa lämpötilassa - Sulfaattia pelkistävien bakteerien määrä kasvoi kaikissa näytteissä 3 kuukauden altistuksen jälkeen, mutta pieneni, kun altistusaikaa nostettiin 8 kuukauteen - Suurin osa mikrobeista muistutti Beta-proteobakteereita, todetut sulfaatin pelkistäjät kuuluivat delta-proteobakteereihin - Alkutilanteeseen verrattuna tuloksena oli monimuotoinen mikrobiyhteisö - Monet beta-proteobakteerit ovat myös raudan pelkistäjiä tai metaanin käyttäjiä

15 Purkujätemetallien korroosiotutkimus Laboratoriokokeet (+10 C, VLJ KR9 vesi) Alustavien tulosten mukaan hiilen lisäys (glukoosi tai metaani) tehostaa mikrobien aktiivisuutta ja aikaansaa korroosionopeuden selvän kasvun Betonin läsnäolo (korkea ph) inhiboi mikrobitoimintaa ja hiiliteräksen korroosiota

16 VTT creates business from technology