Bálint Boglárka1, Palatinszky Márton1, Kéki Zsuzsa1, Barkács Katalin2, Márialigeti Károly1

1: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Mikrobiológiai Tanszék Budapest2: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Környezettudományi Kooperációs Kutató Központ, Budapest

„Tiszta vizet a pohárba”

Vízminőség javítását célzó vízmikrobiológiai és vízkémiai

vizsgálatok egy városi ivóvízhálózaton

Prológus

Babits Mihály: Kútban

Gondoljátok-e, mi van a kútban,

kút fenekén és kút közepén:

tudnám bár, mit egykor tudtam,

elmesélhetném.

…az emberi szem nem látta nép.

A szegedi víz…

Mélyfúrású kutakkal táplált városi ivóvízhálózat

Napi 35-40.000 m3 ivóvíz

7 vízműtelep

180-560 m mély kutak

650 km-nyi vízhálózat

Átlagosnál kisebb

stabilitású ivóvíz!

Célkitűzések

Csökkent stabilitás hátterében rejlő okok

feltárása

Közösségszerkezeti elemzések,

baktériumközösségek összehasonlítása

Anyag és módszer

Minták

Fizikai és kémiai

vizsgálatok

DNS izolálás Sejtszám

meghatározás

PCR

Hasonlósági fa

szerkesztése

T-RFLP

Szekvencia analízis

EzTaxon

ARDRA

16S rDNS alapú klónkönyvtár

NO2-, NO3

-, SO42-, NH4

+, Fe2+, Mn2+,

Cl-, KOIps, Keménység,

Vezetőképesség

Eredmények I.Kémiai és fizikai vizsgálatok

Minták

Hőmérséklet

(ºC)

Oldott O2

(mg/l)

Szulfid

(mg/l)

30. Nov 30. Nov 13. Nov 30. Nov

IV-02-01 kút 34,20 0,07 2,0 <0,1

IV-02-02 kút 31,40 0,10 – <0,1

IV-02-03 kút 29,30 0,10 – 0,1

IV-04-01 kút 31,20 0,06 <0,1 0,1

IV-04-02 kút 27,50 0,06 <0,1 1,0

IV-04-03 kút 26,50 0,10 0,6 0,9

IV-05-01 kút 32,50 0,15 0,7 <0,1

IV-05-03 kút 30,00 0,10 <0,1 <0,1

IV-05-04 kút 26,80 0,08 1,0 0,1

IV-5A-01 kút 19,00 0,04 <0,1 <0,1

IV-5A-02 kút 21,20 0,02 <0,1 0,1

IV-5A-03 kút 20,70 0,04 0,6 <0,1

IV-06-01 kút 25,90 0,04 <0,1 N/A

IV-06-02 kút 23,20 0,06 <0,1 <0,1

IV-06-03 kút 26,70 0,06 1,2 <0,1

Bejövő (belső kutak) 28,10 0,06 – <0,1

Bejövő (2-es, 4-es kútcsoport) 28,80 0,15 – 1,2

Klórozás után 27,20 0,09 0,5 <0,1

Tározott víz 23,50 0,12 <0,1 <0,1

IV Hálózati betáp 27,00 0,09 <0,1 1,4

HÁL-1 20,30 0,08 <0,1 N/A

HÁL-2 24,10 0,08 <0,1 0,5

HÁL-3 16,60 0,12 <0,1 <0,1

HÁL-4 10,50 0,13 <0,1 <0,1

HÁL-5 18,20 0,05 <0,1 3,1

HÁL-6 23,30 0,07 0,1 <0,1

Metán,

a lehetséges elektrondonor

4320 ± 860 ppm

Eredmények I.Kémiai és fizikai vizsgálatok

A vizsgált ivóvíz anaerob

Alacsony nitrát-, nitrit-, ammónia- és

szulfidkoncentráció

Jelentős mennyiségű metán

Eredmények II.Sejtszámlálás

MintaSejtszámok (sejt/ml)

(November 13.)

Sejtszámok (sejt/ml)(November 30.)

Kutak átlaga 5,17*104 2,39*104

Tározott víz 8,39*105 6,62*104

Klórozás után 1,12*105 9,61*104

Hálózati betáp. 2,82*105 9,19*104

Hálózati

pontok átlaga2,30*105 1,86*105

Eredmények III: T-RFLP analízis

IV-5A-01

IV-06-02

IV-05-01

IV-05-04

IV-06-03

IV-5A-03

IV-06-01

IV-02-01

IV-04-03

IV-04-02

IV-05-03

IV-5A-02

HÁL-6

HÁL-1

HÁL-2

Tár. víz

HÁL-3

HÁL-4

HÁL-5

Klór. U.

Hál. Betáp.

HÁL-2

Klór. U.

HÁL-5

HÁL-1

HÁL-4

HÁL-6

HÁL-3

Tár. víz

IV-05-03

IV-06-02

IV-04-03

IV-06-01

IV-05-04

IV-06-03

IV-04-02

IV-02-02

Bejövő(belső)

Bejövő(2,4)

IV-5A-01

IV-5A-02

IV-5A-0313. Nov 30. Nov

A 16S rDNS alapú klónkönyvtár 192 klónnal.

Eredmények IV.Klónkönyvtár analízis

70 minor

klón

17 major

csoport

ARDRA

EzTaxon Szekvenálás

% Legközelebbi rokon típustörzsSzekvencia

hasolóságFőbb jellemzők

11.24 (Ignavibacterium album Mat9-16) 80.2 Gram–, anaerob, termofil

9.07 (Clostridium tepidiprofundi SG508) 74.4 Gram+, anaerob, termofil, elemi ként redukálhat

8.87 Methylomonas scandinavica R5 97.7 Gram–, aerob, obligát metanotróf

5.92 Dechloromonas (agitata CKB) 92.7 Gram–, fakultatív anaerob, klorát és perklorát redukáló

5.13 (Thermobrachium celere JW/YL-NZ35) 78.1 anaerob, termofil

4.73 (Desulfosarcina cetonica DSM 7267) 83.8 anaerob, szulfát redukáló

4.14 Curvibacter delicatus LMG 4328 98.5 Gram–, aerob

4.14 Methylotenera( mobilis JLW8) 95.2 Gram–, aerob, obligát metil-amin hasznosító

2.36 Methylobacillus (flagellatus KT) 91.4 obligát metanotróf

1.78 Flavobacterium (cauense R2A-7) 94.9 Gram–, kemoorganotróf

1.78 (Thermodesulfobium narugense Na82) 77.5 anaerob, termofil, szulfát redukáló

1.77 (Chondromyces pediculatus Cm p17) 86.8 Gram–, aerob, mezofil

1.18 (Anaerolinea thermolimosa IMO-1) 82.5 Gram–, obligát anaerob, termofil

1.18 (Corynebacterium efficiens YS-314) 81.2 Gram+, fakultatív anaerob

1.18 (Desulfuromonas acetexigens DSM1397) 80.7 anaerob, szulfát redukáló

1.18 (Pelobacter venetianus DSM 2394) 76.5 Gram–, anaerob

1.18 Pseudorhodoferax soli TBEA3 98.5 Gram–, Comamonadaceae rokon

1.18 (Streptacidiphilus rugosus AM-16) 78.7 Gram+, aerob, acidofil

1.18 (Thermanaeromonas toyohensis ToBE) 80.5 Gram+, anaerob, termofil, tioszulfát redukáló

1.18 (Thermohalobacter berrensis CTT3) 76.6 Gram–, anaerob, termofil, Clostridiales rokon

% Legközelebbi rokon típustörzsSzekvencia

hasolóságFőbb jellemzők

0.59 (Acidicaldus organivorans Y008(T)) 79.0 Gram–, kén-oxidáló, ferri vas-redukáló, termofil, acidofil

0.59 Actinotalea fermentans DSM 3133 96.6 Gram+, fakultatív anaerob, mezofil

0.59 (Caldanaerobacter subterraneus subsp.

tengcongensisMB4)73.5 Gram–, obligát anaerob, termofil

0.59 (Candidatus Accumulibacter phosphatis) 89.5 Polifoszfát akkumuláló, nem tenyészthető genusz

0.59 (Desulfofaba fastidiosa DSM 15249) 84.8 szulfát redukáló, mezofil

0.59 (Desulfofaba gelida PSv2)9 85.2 szulfát redukáló, pszichrofil

0.59 (Desulfonema magnum DSM 2077) 84.6 Gram–, obligát anaerob, szulfát redukáló

0.59 (Desulfovibrio alkalitolerans DSM 16529) 80.9 Gram–, obligát anaerob, szulfát redukáló, alkálitoleráns

0.59 (Flavobacterium subsaxonicum WB 4.1-42) 84.6 Gram–, kemoorganotróf

0.59 (Fodinicola feengrottensis HKI 0501) 77.0 Gram+

0.59 (Helicobacter brantae MIT 04-9366) 79.0 Gram–, mikroaerofil, termofil

0.59 (Legionella oakridgensis Oak Ridge 10) 82.6 Gram–, aerob

0.59 Limnohabitans (curvus MWH-C5) 94.3 Gram–, kemoorganotróf, aerob/ fakultatív anaerob

0.59 (Melittangium alboraceum Me b7) 77.5 Gram–,

0.59 Methylocystis hirsuta CSC1 97.9 Gram–, aerob, metanotróf

0.59 (Pelobacter acetylenicus WoAcy1 DSM2348) 85.4 Gram–, obligát anaerob, mezofil

0.59 (Rhodobacter vinaykumarii JA123) 78.5 Gram–, mezofil, fakultatív anaerob

0.59 (Rhodococcus aetherivorans 10bc312) 76.5 Gram+, aerob

0.59 (Salinimicrobium xinjiangense BH206) 84.2 Gram–, fakultatív aerob, mérsékelten halofil

0.59 (Saxeibacter lacteus DLS-10) 75.2 Gram+, aerob, mezofil

0.59 Variovorax paradoxus IAM 12373 99.5 Gram–, aerob, metanotróf közösség tagjaként is leírták

0.59 (Wandonia haliotis Haldis-1) 82.7 Gram–, obligát anaerob, mezofil

Anaerob, termofil, metano- és metilotróf

szervezetek nagy aránya

Eredmények IV.Klónkönyvtár analízis

Klórozott vegyületeket hasznosítók jelenléte

(Dechloromonas sp.)

Sok esetben alacsony szekvencia hasonlóság

Eredmények V.T-RFLP mintázatok összevetése a klónkönyvtár elemzés eredményeivel

A

legközelebbi

típustörzs

genusza

(Desu

lfuro

-

mon

as)

(Th

ermo

-

desu

lfobiu

m)

(Clo

stridiu

m)

(Desu

lfosa

rcina)

(Th

ermo-

halo

bacter)

Meth

ylobacillu

s

Meth

ylobacillu

s

Dech

loro

mon

as

Cu

rvibacter

Meth

yloten

era

Meth

ylom

on

as

Meth

ylom

on

as

(Ign

avi-

bacteriu

m)

(Th

erman

aero

-

mon

as)

Szekvencia

hasonlóság80,7% 77,5% 74,4% 83,8% 76,6% 91,4% 90,8% 91,7% 94,2% 95,2% 94,3% 97,7% 80,0% 80,5%

IV-02-01 2,08 3,30

IV-02-02 3,36

IV-04-02 0,50 3,22 13,54 3,94 2,98 4,76 3,07

IV-04-03 17,29 1,37 0,95 20,37 9,57 2,28

IV-05-01 44,39 54,44

IV-05-03 1,86 2,01 1,09 6,36 1,20 8,17 30,16 1,23

IV-05-04 1,67 1,49 14,08 14,96 24,79 39,69 13,04 10,29

IV-06-01 2,20 0,42 2,40 1,80 1,76 1,79 4,46 0,79 0,50

IV-06-02 0,20 0,19 13,62 25,87 1,08 1,54

IV-06-03 48,35 31,72 3,50 4,43 4,52

IV-5A-01 2,44 36,10 17,14 0,49 1,58

IV-5A-02 1,40 18,75 1,51 1,55 1,89 0,71 0,86 6,54 15,91 19,88 1,00

IV-5A-03 0,42 10,34 4,57 19,49 31,95 4,70

Klórozás után 17,66 16,37 18,98 18,18

Tározott víz 6,56 18,77 32,80

HÁL-1 33,32 34,25 16,85 19,85 11,39 3,25 1,40

HÁL-2 8,36 15,11 14,36 23,85 1,16 2,34 0,41

HÁL-3 21,54 27,59 8,89

HÁL-4 9,70 25,96 20,70 20,70 2,17 0,40 1,87

HÁL-5 4,51 22,19 14,25 2,52

HÁL-6 34,28 19,50 2,59 17,04 21,10 1,60 1,08

Összefoglalás

Átfedő, de mégis jellegzetesen elkülönülő

közösségösszetétel a kutak és a hálózat vizében

Metano- és metilotrófok, anaerob és termofil

szervezetek dominanciája

Instabilitás vélhető oka:

Kemoorgano-heterotrófok

biomasszája

Metán hasznosítók

elszaporodásaAerálódás

Epilógus

Fehérgyarmat - 2010. július 13.

Köszönetnyílvánítás

Palatinszky Márton

Kéki Zsuzsi

dr. M. Tóth Erika

dr. Barkács Katalin

Dr. Márialigeti Károly

Szelepcsényi Zsolt

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!