Hidrológiai Közlöny 1990 (70. évfolyam)

2. szám - Benedek Pál: Biotechnológia a környezetvédelemben

68 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1990. 70. fiVF., 1. SZÁM vényi tápanyag, a befogadóban eutrofizációt elősegítő ágens és ott sokszor kellemetlen lehet. Rájöttek arra is, hogy a szennyvíz aerob biológiai tisztításában részt vevő organizmusoknak körülbelül kétharmada (fakultatív anaerob mikroorganizmusok) képes anaerob, tehát oxigénmentes, vagy idegen szóval anoxikus körülmények között oxigén helyett nitrátot alkalmazni a szervesanyaglebontáshoz, tehát a katabolizmushoz. így vezették be a denitrifikációs technológiát, melynek eredményeképp az ammónianitrifikáeióra felhasznál oxigén nagy részét — energetikai szempontból — kompenzálja a keletkezett nitrát felhasználásával végzett szervesanyaglebontás. A tisztított szennyvízben végül is alig marad nitrogén, mivel az az eljárás során elemi nitrogén-gáz formájában távozik a vízből az atmoszférába (Benedek és Valló, szerk. 1990). léhez. Az egyik nem genetikus természetű, tehát az előbh említett fiziológiai mechanizmus a mikroorganizmus meglévő genetikai potenciálján belül hoz létre megváltozott rnetabolikus tevékenységet (enzimindukció). Az adaptív reagálás létrejöhet viszont genetikus mechanizmus segítségével is, vagyis mutáció és olyan organizmus szelekció révén, amelynél az új mikrobiális sejt az adott környezeti feltóteleknek már megfelel. A 2. ábrán példaként egy fixfilmes (töltött torony) reaktor-rendszert láthatunk. A szennyvíz az anoxikus (tehát oxigén helyett nitrátot tartalmazó) reaktorba jut először, majd az ammónia az oxikus (aerob) reaktorban oxidálódik nitráttá, a maradék szerves anyag lebontásával együtt. A nitrátos vizet recirkuláltatják az első reaktorba. Itt tehát a nyers szennyvíz magas szervesanyag tartalma révén gyorsan elfogy a nitrát. Természetesen könnyű belátni, hogy a recirkulációs aránytól függően csak korlátozott mértékű lehet a rendszer N-eltávolítási hatásfoka. Nagyobb hatásfokot több reaktorpár egymásután iktatása révén lehet elérni. Teljesen hasonló elven működnek az eleveniszapos (diszperz) rendszerek is. Kimosatott .' iszap elvétel Kimosatott iszap elvétel Levego Levegőztető berendezéstói 0

2 -betáplálás 2. ábra. Fixfilmes, nitrifikációt-denitrifilcációt biztosító szennyvíztisztító rendszer vázlata (elárasztott töltött torony) 3.2. Xenobiotikus anyagok kivonása a, szennyvízből Már globális szennyezési probléma a vegyipar által szintetizált anyagok akkumulációja a troposzférában és a hidroszférában. Ezek biokémiai lebontása, biodegradációja azért ütközik nehézségbe, mert a természetben nem fordulnak elő, ott idegen — (xeno-) vegyületek, így a mikrobiológiai közösségek enzimrendszere hozzájuk nem adaptálódott, illetve még természetes kiválasztódás, mutáció révén új, ilyen anyagok degradációjára specializálódott törzsek nem szaporodtak el. Itt a könnyebb érthetőség kedvéért néhány biológiai fiziológiai alapfogalmat meg kell magyaráznunk. Adaptációnak nevezzük az organizmus, illetve ezek populációjában létrejövő olyan változást, pl. fiziológiai módosulást, mely révén az organizmus alkalmazkodni képes a megváltozott környezeti feltótelekhez. Két eltérő mechanizmus vezethet e változás végbemeneteA mikroorganizmusok genetikus adaptív potenciálja a tenyészeteikben jelenlévő igen nagyszámú sejtnek köszönhető. Spontán mutáció egy milliárd sejt közül néhány ezer sejtnél fordulhat elő. Ezek többsége a sej telkorcsosulását eredményezi, de néhány alkalmassá válik, hogy megfeleljen az adott új környezeti körülményeknek. A kedvező természetű mutációt hordozó sejtek gyorsabban szaporodnak, mint az eredeti sejttömeg és így átalakul az egész sejtkultúra (Holt és Sneath (ed.), 1984). Mesterséges beavatkozással két irányból lehet előmozdítani az adaptációs folyamatot (Jansen et al., 1987): a. A fiziológiás teljesítményt és a szaporodást (a fenotípusos flexibilitás kihasználásával) elősegítő beavatkozásokkal. Megfelelő tápanyagöszszetétel biztosítása (C : N : P : K : S = 100 : 10 : 4:1:1), koszubsztrát fokozatos adagolása említ-