Nitrifierande mikrobiella samhällen som indikatorer för förorenad jord : Jämförelse av den genetiska och funktionella potentialen

Sammanfattning: I Sverige finns det ungefär 25 000 riskklassade förorenade områden samt ännu fler områden som potentiellt är förorenade. Naturvårdsverket har tagit fram generella riktvärden för olika förorenade ämnen. Halter över riktvärdena antyder att risken för negativa effekter på människan eller miljön bedöms vara stor och att efterbehandling av området är aktuellt. Ett vanligt, men kostsamt efterbehandlingsalternativ är urschaktning och bortforsling av jord innehållandes halter av ämnen över riktvärdena. Ett intresse finns för att utveckla lätt tillämpbara metoder för platsspecifik riskbedömning av mark i syfte att skydda markmiljön och dess funktioner. Mikroorganismer som ingår i kvävets kretslopp utför nyckelfunktioner i jorden. Flera studier indikerar att dessa mikroorganismers abundans och aktivitet påverkas av flera olika markföroreningar. Inom forskningsprojektet APPLICERA har ett lysimeterexperiment genomförts där två jordar, med olika egenskaper med avseende på bland annat kornstorleksfördelning och pH (svagt basisk sandy loam respektive sur sand), förorenats med koppar respektive PAH:er i varierande halter. Halterna motsvarar riktvärden för känslig markanvändning (KM), mindre känslig markanvändning (MKM) och 3xMKM. Provtagning av jorden har skett vid tre tillfällen under en period av 16 månader. I detta examensarbete har nitrifierande mikroorganismers potential för att användas som indikatorer för förändrad markfunktion i förorenad jord undersökts. Detta har gjorts genom att kvantifiera ammoniakoxiderande arkéer (AOA), ammoniakoxiderande bakterier (AOB) samt de nitritoxiderande bakteriesläktena Nitrospira och Nitrobacter i jord som provtagits vid de olika tidpunkterna i lysimeterexperimentet. Mätning av potentiell ammoniakoxidation (PAO) har skett för jord från det sista provtagningstillfället. Resultaten visade att abundansen av mikroorganismerna generellt var större i den svagt basiska jorden klassificerad som sandy loam än i den sura jorden klassificerad som sand. Med tiden minskade AOA:s abundans för den högsta koncentrationen av koppar och PAH, särskilt utpräglad var minskningen i den sura jorden. Även Nitrospira minskade i abundans i PAH-förorenad jord för båda jordtyperna, dock kunde en minskning i abundans i kopparförorenad jord statistisk endast säkerställas för den sura jorden. AOB:s och Nitrobacters abundans visade inte på någon tydlig uppåt- eller nedåtgående trend varken över tid eller för ökande föroreningshalt. Skillnaden i kvantitet av mikroorganismer mellan jordtyperna antyder att jordens kemiska och fysiska egenskaper påverkade mikroorganismernas abundans såväl som föroreningarnas biotillgänglighet. PAO minskade med ökande kopparhalt för båda jordtyper, däremot sågs en minskning i PAO med ökande PAH-halt endast i den sura jorden. Resultaten antyder att abundansen av AOA och Nitrospiras verkar ha störst potential att utgöra generella indikatorer över ändrad markfunktion, dock lämpligen med komplettering av förbättrade mätningar av PAO för att få mer information om kvävets kretslopp i förorenad jord.