ĆWICZENIE 9

ĆWICZENIE 9
FITOROMEDIACJA I MIKROBIOLOGICZNA REMEDIACJA
ŚRODOWISK SKAŻONYCH
Zagadnienia szczegółowe:
proces bioremediacji (mikro- i fitoremediacji), technologie ex-situ i in-situ, fitodegradacja,
fitoekstrakcja, fitostabilizacja, fitowolatylizacja, rizofiltracja, rizodegradacja, podstawowe
właściwości roślin stosowanych do fitoremediacji, hiperakumulanty, wpływ metali ciężkich
na organizmy żywe (rośliny, zwierzęta, ludzi), bioremediacja naturalna, biostymulacja,
bioaugmentacja, wpływ organicznych związków toksycznych na organizmy żywe (rośliny,
zwierzęta, ludzi)
Literatura zalecana:

Buczkowski Roman, Kondzielski Igor, Szymański Tomasz: Metody remediacji gleb
zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika,
Toruń 2002. Strony 52-59, 66-92

Marecik Roman, Króliczak Paweł, Cyplik Paweł: Fitoremediacja – alternatywa dla
tradycyjnych metod oczyszczania środowiska. 2006. Biotechnologia 3 (74). Strony 88-97
http://pfb.info.pl/files/kwartalnik/3_2006/marecik-kroliczak.pdf

Baranowska-Morek Agnieszka: Roślinne mechanizmy tolerancji na toksyczne działanie
metali ciężkich. 2003. Kosmos 52 (2-3). Strony 283-298
http://kosmos.icm.edu.pl/PDF/2003/283.pdf

Hanus-Fajerska Ewa, Augustynowicz Joanna, Muszyńska Ewa, Koźmińska Aleksandra:
Organizmy przydatne w oczyszczaniu środowiska z nadmiernych stężeń pierwiastków
metalicznych. 2011. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 50. Strony 180-192
http://www.ios.edu.pl/pol/pliki/nr50/nr_50_182.pdf

Nowak Joanna: Bioremediacja gleb z ropy naftowej i jej produktów. 2008. Biotechnologia
1 (80). Strony 97-108
http://www.pfb.info.pl/files/kwartalnik/1_2008/nowak.pdf
Zadanie 1.
Oznaczanie aktywności oddechowej mikroorganizmów glebowych w obecności toksyny
oraz substancji biogennych
- skażoną miedzią glebę umieścić w czterech szczelnie zamykanych pojemnikach po 200 g
w każdym,
- pojemniki opisać: kontrola, P, N, P+N,
- do pojemników dodać odpowiednie substancje biogenne zgodnie z opisem:

P: 20 cm3 10% roztworu KH2PO4 i 10 cm3 H2O,

N: 10 cm3 10% roztworu KNO3 i 20 cm3 H2O,

P+N: mieszaniny 20 cm3 10% roztworu KH2PO4 i 10 cm3 10% roztworu KNO3,
- w pojemnikach umieścić małe zlewki zawierające po 10 cm3 KOH (50 mM) i szczelnie
zamykać,
- pozostawić na 60 minut,
- po zakończeniu inkubacji zawartość przenieść do kolby miarowej, dodać 2-3 krople oranżu
metylowego,
- miareczkować 50 mM HCl do zmiany zabarwienia z żółtego na czerwony,
- ilość wydzielonego CO2 obliczyć ze wzoru:
y
(V0  V )  50
1000  m
gdzie:
y – aktywność oddechowa gleby [Mm CO2/g gleby],
V0 – objętość KOH użyta do absorpcji CO2 [cm3],
V - objętość KOH nie zobojętniona przez HCO3- [cm3], odpowiadająca objętości HCl
zużytego do miareczkowania
M – masa próbki gleby [g]
- porównać aktywność oddechową mikroorganizmów glebowych indukowanych i nie
indukowanych substancjami biogennymi.
Zadanie 2.
Ocena wpływu metali ciężkich na rośliny przy różnym pH środowiska
- 4 kolby Erlenmeyera zawierające po 90 cm3 sterylnego roztworu fizjologicznego podpisać:
K, 4, 6, 8,
- do kolby podpisanej K (kontrola) wprowadzić odważony 10g gleby nieskażonej
(np. ogrodowej),
- do kolb podpisanych 4, 6 i 8 wprowadzić odważony 10g gleby skażonej manganem,
- wytrząsać przez 10 minut,
- poczekać kilka minut aby nastąpiła sedymentacja gleby,
- zlać ciecz nadosadową,
- sprawdzić pH roztworu oznaczonego K (kontrola)
- sprawdzić pH roztworów 4,6,8 i skorygować je (0,1 M kwasem solnym lub wodorotlenkiem
sodu) tak aby uzyskać odpowiednie:

4: pH 4

6: pH 6

8: pH 8
- uzyskane o odpowiednich pH roztwory przelać do wyznaczonych pojemników,
- na siatce umieścić siewki roślin (np. pomidora ), tak aby korzenie były zanurzone w cieczy,
- po 7 i 14 dniach określić wielkość przyrostu roślin oraz zmiany w morfologii liści
(dokumentacja fotograficzna) np. zabarwienie, obecność chlorozy i nekrozy, marszczenie
się liści, porównać z kontrolą.
Zadanie 3.
Liczebność bakterii rozkładających węglowodory w środowisku
- 2 kolby Erlenmeyera zawierające po 90 cm3 sterylnego roztworu fizjologicznego podpisać:
K, ZR,
- do kolby podpisanej K wprowadzić odważone 10 g gleby ogrodowej,
- do kolby podpisanej ZR wprowadzić odważone 10g gleby skażonej związkami
ropopochodnymi,
- obie kolby intensywnie zamieszać,
- kolby odstawić na kilka minut aż w wyniku sedymentacji gleba opadnie na dno, a nad nią
będzie ciecz nadosadowa,
- do 3 probówek zawierających po 10 cm3 podłoża płynnego wprowadzić po 1 cm3 cieczy
nadosadowej z kolby opisanej K (gleba ogrodowa),
- probówki opisać K1, K2, K3,
- do probówek wprowadzić ropę samochodową w objętości:

K1: 0,01 cm3 ropy samochodowej,

K2: 0,05 cm3 ropy samochodowej,

K3: 0,1 cm3 ropy samochodowej,
- do 3 probówek zawierających po 10 cm3 podłoża płynnego wprowadzić po 1 cm3 cieczy
nadosadowej z kolby opisanej ZR (gleba zanieczyszczona związkami ropopochodnymi),
- probówki opisać ZR1, ZR2, ZR3,
- do probówek wprowadzić ropę samochodową w objętości:

ZR1: 0,01 cm3 ropy samochodowej,

ZR2: 0,05 cm3 ropy samochodowej,

ZR3: 0,1 cm3 ropy samochodowej,
- wszystkie probówki (K1, K2, K3, ZR1, ZR2, ZR3) inkubować w temperaturze 22oC przez
72h,
- określić wzrost bakterii w obecności związków ropopochodnych na podstawie wielkości
zmętnienia podłoża płynnego,
- dokonać porównania w zależności od pochodzenia drobnoustrojów: gleba ogrodowa, gleba
skażona
Zadanie 4.
Fitostabilizacja gleb skażonych metalami ciężkimi
a). węgiel brunatny
- glebę skażona miedzią umieścić w 4 pojemnikach po 50g,
- pojemniki podpisać: K, 1, 5, 10,
- do pojemników dodać węgiel brunatny, w stosunku wagowym, tak aby uzyskać stężenia:

pojemnik 1: 1%,

pojemnik 5: 5%,

pojemnik 10: 10%,
- we wszystkich pojemnikach K (kontrola), 1,5 i 10 wysiać po tyle samo ziaren pszenicy,
- po 7 i 14 dniach określić wielkość przyrostu roślin (dokumentacja fotograficzna) i porównać
b). wapno ogrodowe
- glebę skażona miedzią umieścić w 3 pojemnikach po 50g,
- pojemniki podpisać: K, 1, 2,
- do pojemników dodać wapno ogrodowe, w stosunku wagowym, tak aby uzyskać stężenia:

pojemnik 1: 1%,

pojemnik 2: 2%,
- we wszystkich pojemnikach K (kontrola), 1 i 2 wysiać po tyle samo ziaren pszenicy,
- po 7 i 14 dniach określić wielkość przyrostu roślin (dokumentacja fotograficzna) i porównać
Zadanie 5
Wyjaśnij pro-środowiskowe znaczenie fitoremediacji w oczyszczaniu gleb i wód.
UWAGA DLA PRZYGOTOWUJĄCEGO ĆWICZENIA: należy odpowiednio wcześnie
(początek semestru) przygotować rośliny (wysiać) do zadania 2.