Hidrológiai Közlöny, 2018 (98. évfolyam)
2018 / 3. szám - SZAKCIKKEK - Osvald Máté - Maróti Gergely - Papp Bernadett - Szanyi János: Biofilmképző baktériumok szerepe a termálvíz visszasajtolásban
69 Biofilm képző baktériumok szerepe a termálvíz visszasajtolásban Osvald Máté*, Maróti Gergely** ***, Pap Bernadett**, Szanyi János* * Szegedi Tudományegyetem, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék; (E-mail: osimate@gmail.com ) ** MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont, Növénybiológiai Intézet, Szeged; *** Szent István Egyetem, Agrár- és Gazdaságtudományi Kar, Tessedik Campus, Szarvas Kivonat A hódmezővásárhelyi geotermikus rendszerben a kitermelő kutak vizét két kútba sajtolják vissza a felszín alá. Ezen visszasajtoló kutak közül az újabb építésű (II. számú) a régebbi kúthoz (I. számú) képest sokkal hamarabb eltömődik, emiatt sűrűbben kell cserélni a szűrőjét, ami gazdasági szempontból jelentős kiadás. A kutak üzemeltetőinek tapasztalatai és vizsgálatai alapján nem szervetlen anyagok tömítik el az új kút szűrőjét, hanem valamilyen biológiai rendszer játszik ebben szerepet. Vizsgálataink célja volt, hogy kiderítsük, milyen élőlények tömítik el a szűrőt és miért csak az egyik visszasajtoló kútnál. Ehhez korszerű technológián alapuló, újszerű mérési módszerrel: metagenomikai szekvenálással határoztuk meg a szűrőket eltömítő anyag összetételét. Összehasonlítva a két kút szűrőjéből kapott eredményeket arra jutottunk, hogy a II. számú kút gyorsan eltömődő, baktériumflórája nem olyan széles spektrumú, mint a jól működő I. számú kúté. A Magnetospirillum nemzetségbe tartozó Gram-negatív mikroaerofil baktériumok lényegesen dominánsabbá tudtak válni a II. számú rendszerben. Ennek a különös dominanciának az okát a kémiai vízvizsgálat magyarázta meg, ugyanis a II. számú visszasajtoló rendszeren végig haladó víz két nagyságrenddel több fenolt tartalmaz, mint az I. számú visszasajtoló rendszer vize. A magas aromás vegyület-tartalom miatt voltak képesek megjelenni ilyen nagy számban a baktériumok. A problémakezelésére UV fénnyel történő vízfertőtlenítést javasoltunk. Ezen kutatás eredményeit a jövőben létesítendő geotermikus rendszerek tervezésekor célszerű figyelembe venni, különösen azon esetekben, ahol a kémiai vízminőségtől függően számítani lehet a baktériumok megjelenésére. Kulcsszavak Baktérium, biofilm, geotermikus energia, visszasajtolás, metagenomika. Biofilm forming bacteria during thermal water reinjection Abstract To cope with humanity’s growing energy demands, alternative - and renewable energy sources are indispensable. The utilization of geothermal energy is only renewable if the wastewater is reinjected into the reservoir to maintain pressure and to dispose the heat- depleted fluid. Reinjection is an essential part when utilizing geothermal energy. In our research two, independent reinjection systems were studied in the Hungarian Southern Great Plain. The motivation of our research was to find out why one of the two reinjection systems’ surface filters were clogged much faster. Our investigations, which combined the proven conservative methods were combined with the newest biological sequencing innovations, found that, the reinjected - therefore the produced - water’s chemical oxygen demand, phenol index and BTEX composition basically determines the appearing flora on the surface. When the concentration of these compounds in the thermal water is significant, certain bacteria - in this case, Magnetospirillum species - can be much more dominant than others, thus able to form a biofilm that plugs the surface equipment much more than it is expected. To handle the problem, disinfection of the water by ultraviolet light was suggested. Keywords Bacteria, biofilm, geothermal energy, reinjection, metagenomics. BEVEZETÉS Az emberiség növekvő energiaigényének kielégítésére szükség van alternatív- és megújuló energiaforrások használatára. A geotermikus energia nem megújuló energiaforrás, ha a kitermelt víz nem kerül visszasaj tolásra. A visz- szasajtolás egy környezetbarát fluidum elhelyezési technológia, amely elengedhetetlen a rezervoár nyomásának fenntartása érdekében (Szanyi és társai 2011). A Kárpát-medence földtani szempontból egy nagy üledékes medence, melynek aljzatát különböző mértékben lesüllyedt medencék és sasbércszerű kiemelkedések tagolják. A felső-pannóniai korú üledékek vastagsága a Dél-Al- földön különösen nagy, Hódmezővásárhely-Makói árokban elérheti az 1800 métert (1. ábra). A rétegek inhomogenitása miatt a felső-pannóniai üledékek víztároló és vízadó képessége még viszonylag közeli területeken is jelentősen különbözhet. A változékony összetétel ellenére az üledékes medence hidraulikusan folytonosnak tekinthető (Tóth 1995). Hódmezővásárhely térségében a felső-pannóniai rezervoár permeabilitása - jól vezető homok rétegek esetén-a 2000 mD-t is elérheti, ami 5-10 m/nap szivárgási tényező értéknek feleltethető meg (Szanyi és társai 2013). Közép-Európa egyik legrégebben üzemelő geotermikus kaszkádrendszere Hódmezővásárhelyen található, mely használati melegvizet és távhőt szolgáltat mintegy 3000 lakás, számos középület (városháza, általános és középiskolák, könyvtárak, sportcsarnok) és a városi fürdő számára. A távhő szolgáltatást 3 db 1800 és 2300 m között szűrőzött, 85-90 °C hőmérsékletű vizet adó kút biztosítja, míg a használati melegvizet 2 db 1000 és 1300 m között megnyitott, 43-50 °C hőmérsékletű kút adja. A rétegenergia fenntartására és a felszíni befogadók terhelésének csökkentésére a már nem hasznosítható, lehűlt fluidum elhelyezésére 2 visszasajtoló kutat is létesítettek (2. ábra).
