Sirvi Autor "Truu, Marika" järgi

Nüüd näidatakse 1 - 2 2

Impact of land use on microbial communities in Estonian soils
(2008-11-18T07:30:09Z) Truu, Marika
The ability of microorganisms to fulfill various important functions in soil enables the successful application of these organisms in different fields of environmental technology. Since microorganisms play a crucial role in degradation processes they are also able to detoxify different pollutants (toxicants), contributing in this way to the soil quality maintenance. On the other hand, microbial activities are strongly dependent on the nutritional and other chemical and physical conditions of the soil and respond rapidly to the changes in soil properties caused by land management or climate. The impact of different land use practices on the microbial communities in Estonian pedogenic - arable soils and anthropomorphic materials - sand filters of horizontal subsurface flow constructed wetland, and materials from opencast oil-shale mining areas with different applications was studied using microbiological and biochemical parameters. The response of the microbial community to soil management was dependent on soil type and other site specific conditions like the amount and form of nutrients in the soil. In pedogenic soils microbial communities had a bigger capacity to sustain its functions in changing conditions compared to the young communities in anthropomorphic materials. Arable soils (disturbed pedogenic soils) had a smaller and less active microbial biomass compared to natural soils. The sand filters of horizontal subsurface flow constructed wetland and abandoned mining soils from the anthropomorphic material group were characterized by the smallest microbial biomass among the studied soil groups while anthropomorphic materials from reclaimed mining areas presented intermediate (transitional) microbial biomass and activity values. Arable soils with different applications had well stabilized, effectively functioning microbial communities that could be separated from each other by their biomass and different activity parameters. Agricultural management practices include a range of different activities that specifically affect microbial biomass and its activity in arable soils. Soil microbes adapt to the conditions (artificial introduction of nutrients, destruction of soil structure by cultivation etc.) created by particular agricultural management type. Changes in land use force soil microbes to restructure their communities according to the new conditions and these changes can be monitored by shifts in microbiological parameters. Short-term pretreated municipal wastewater application to the abandoned agricultural soils had a weak positive effect on microbial communities. The microbial biomass was small, inefficient and its functional diversity was low in the domestic wastewater purifying sand filters of horizontal subsurface flow constructed wetland. The biggest microbial metabolic quotient among the studied soil groups suggested the dependence of these constructed systems on allochthonous nutrients and environmental factors. Muld on keeruline ja kompleksne keskkond, milles mikroorganismid on olulised ainete ringluses osalejad, muutes orgaanilistesse ühenditesse seotud mineraalained teistele organismidele kättesaadavaks. Mulla mikroobid osalevad nii orgaanilise aine moodustamises (huumusaine, glomaliin) kui ka suuremate mullas sisalduvate orgaanilise aine molekulide lagundamises väiksemateks subühikuteks ning on võimelised lagundama ka erinevaid mürkaineid. Teisalt on mikroorganismid tundlikud mitmesugustele keskkonnas toimuvatele muutustele, mille tõttu peetakse neid organisme headeks indikaatoriteks ka muldade seires. Käesoleva töös uuriti erineva maakasutuse mõju haritavatele pedogeensete muldade ja antropomorfsete materjalide (nagu mahajäetud põlevkivikarjääride pinnas ning kunstliku horisontaalvoolulise märgala liivafiltrid) mikroobikooslusetele ning võrrelda vastavate muldade mikrobioloogilisi parameetreid loodulike pedogeensete muldade vastavate parameetritega. Mahajäetud põlevkivikarjääride pinnaste puhul analüüsiti eraldi erinevate puuliikidega taimestatud ja taimestamata pinnaseid. Haritavate muldade hulgas vaadeldi aktiivseks põllumajanduslikuks tootmiseks kasutatavaid muldi, põllumajanduslikust kasutusest välja jäänud muldi, erinevate puuliikidega taimestatud endiseid põllumuldi ja olmereovee järelpuhastuseks kasutatavaid nii taimestatud kui taimestamata endiseid põllumuldi. Maakasutuse mõju hindamiseks mulla mikroobikooslustele kasutati erinevaid mikrobioloogilisi ja biokeemilisi parameetreid. Maakasutuse mõju hindamiseks koostati erinevate uuringute keemiliste, biokeemiliste ning mikrobioloogiliste analüüside tulemustest andmebaas. Tulemuste analüüs näitas, et maakasutus mõjutas oluliselt mulla mikrobioloogilisi ja biokeemilisi omadusi. Mikroobikoosluse vastus maakasutuse muutusele sõltus oluliselt mullatüübist ja kasvukohale omastest tingimustest. Haritavate muldade mikroobide biomass oli tunduvalt väiksem ja aktiivsus madalam kui looduslikes muldades. Kõige väiksem mikroobide biomass oli kunstliku märgala liivafiltrites ja mahajäetud karjääride pinnastes. Rekultiveeritud põlevkivikarjääride pinnaste mikroobikoosluste vastavad väärtused jäid looduslike ja haritavate muldade vahele. Haritavatele muldadele olid iseloomulikud hästi kohastunud ja stabiilselt funktsioneerivad mikroobikooslused. Põllumajanduslik praktika koosneb reast üksikutest tegevustest (orgaaniliste ja/või anorgaaniliste väetistega väetamine, kündmine, viljavaheldus, pestitsiididega töötlemine jne.), mille mõju mulla mikroobikoosluse biomassile ja aktiivsusele oli spetsiifiline. Põllumajanduslikust kasutusest välja jäänud muldadele ja mahajäetud karjääride pinnastele oli iseloomulik väike mikroobne biomass ja madal aktiivsus. Nende pinnaste taimestamine erinevate puuliikidega põhjustas biomassi tunduva suurenemise ning mikroobsete protsesside aktiviseerumise tänu taimejuurte toetusele. Eelpuhastatud olmeheitveega kastmine mõjutas positiivselt haritavate muldade mikroobseid protsesse – suurendas mikroobikoosluse funktsionaalset ja liigilist mitmekesisust endistes põllumuldades. Olmeheitvee mõjul suurenes mulla kaaliumi kontsentratsioon ja tõusis mikroobikoosluse fosfataasne aktiivsus. Kunstliku märgala horisontaalsete liivafiltrite mikroobide biomassid olid oluliselt väiksemad pedogeensete muldade vastavate näitajatega võrreldes.
Seiratava loodusliku tervenemise potentsiaali hindamine likvideerimaks naftareostust Gröönimaa rannikul
(Tartu Ülikool, 2020) Simoniš, Edith; Truu, Marika; Nõlvak, Hiie; Peeb, Angela; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Keskkonna reostumine nafta ja selle saadustega on levinud probleem kogu maailmas. Kõige enam satub merekeskonda naftaühendeid nafta tootmise, transportimise, ladustamise, töötlemise või kasutamise käigus. Naftaühendite sattumine merevette ja rannikule põhjustab mitmesuguseid negatiivseid mõjusid nii inimese tervisele kui ka keskkonnale. Mereranniku puhastamismistoimingud on kulukad ning aeganõudvad, mistõttu naftalekke korral on tähtis likvideerida naftareostust juba veest ning mitte lasta sellele jõuda rannikule. Sellele vaatamata võib naftareostus siiski jõuda rannikule, mis eriti polaaraladel on haavatava ökosüsteemiga ning raskesti ligipääsetavad. Seetõttu on üha enam hakatud kasutama bioloogilisi ohjemeetodeid, mis on sellistes tingimustes odavad ja keskkonnasõbralikud. Käesolevas töös hinnati seiratava loodusliku tervenemise potentsiaali Gröönimaa rannikul toornafta ja laevakütusega reostunud kividel kasvava biokile bakterikoosluse arvukuse, struktuuri ning nafta ja naftasaaduste lagundamise potentsiaali kaudu. Eksperimentaalses uurimuses kasutati kiltkiviplaate, mis kaeti toornafta ja laevakütusega (IFO 180) ning paigaldati Gröönimaa rannikule Nuuk’i ja Narsaq’i linna lähedale maksimaalse tõusu ja mõõnapiirile. Katse kestis 95 päeva ja selle aja jooksul võeti kuus korda igast katsekohast üles 2 mõlema töötlusega plaati keemilisteks ja 2 plaati mikrobioloogilisteks analüüsideks. Ülesvõetud plaatidel määrati järelejäänud nafta ja kütuse kogused. Mikrobioloogiliste analüüside jaoks võetud plaatidelt eemaldati esmalt biokile ning sellest kogu DNA. Bakterite arvukusi kiviplaatide biokiles hinnati 16S rRNA geenide arvukuste alusel. Lisaks analüüsiti kogu bakterikoosluse ja naftat lagundavate bakterite koosluse struktuuri bakterispetsiifiliste 16S rRNA geenide järjestuste primaarstruktuuri alusel ja naftat lagundavate bakteriperekondade arvukusi kiviplaatidel hinnanguliste arvukuste alusel. Töö käigus saadud tulemused näitasid, et Gröönimaa ranniku kividel kasvava biokile bakterikooslusel on potentsiaali lagundada toornaftat ja laevakütust IFO 180 just nende materjalide lagundamise teises (aeglasemas) etapis. Nii toornafta kui laevakütuse lagundamise potentsiaali mõjutasid oluliselt keskkonnatingimused ja kiviplaatide asukoht rannikul (veerežiim). Nuuk’i katsealal (nii mõõna- kui tõusupiiril) oli IFO 180-ga töödeldud plaatidel oluliselt (kaks suurusjärku) suurem nii kogu bakterite kui ka naftat lagundavate bakterite arvukus. Statistiline analüüs tõi välja olulise seose laevakütuse kao ja naftalagundajaid sisaldavate bakteriperekondade 16S rRNA geeni arvukusega Narsaq’i katseala mõõnapiirkonnas. Tuvastatud naftalagundajatest olid domineerivamad perekondade Erythrobacter, Flavobacterium, Loktanella, Roseobacter esindajad, keda on ka varem leitud 51 polaaraladel naftaga reostunud piirkondadest, kuid nende perekondade osakaal koosluses ja arvukus plaadil sõltus oluliselt töötlusest ja plaadi asukohast ning erines katsekohtade ja töötluste vahel erinevatel katse päevadel. Tulemuste põhjal saab järeldada, et Gröönimaa rannikul on potentsiaali looduslikuks tervenemiseks, kuna sealses keskkonnas on mitmed bakteriperekondade esindajad võimelised naftaühendeid lagundama. Lagundamise potentsiaal sõltub oluliselt reostuse tüübist ja keskkonnatingimustest, ennekõike veerežiimist (tõus ja mõõn) ja toitainete olemasolust ning bakterikoosluse kohastumusest vastavate ainete lagundamiseks. Kuna mikroorganismidel on võtmeroll naftaühendite biolagunemise protsessis, siis teadmised sellest, mis tingimustes ja millised bakterikooslused lagundavad naftat ja selle saaduseid, on vajalikud. Need teadmised aitavad naftareostuse korral valida optimaalset puhastusmeetodit ning seeläbi vähendada negatiivset mõju mere- ja rannikukeskkonnale.