Automatyczny biodetektor toksyczności ogólnej wody- narzędzie do monitoringu wody w czasie rzeczywistym

• Autorzy: Woźnica A. , Nowak A. , Siudy A. , Kliś Cz.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecnie kładzie się duży nacisk na stosowanie metod biodetekcji do oceny stanu środowiska. Istnieją różne rozwiązania pozwalające na wykorzystanie organizmów żywych. Detekcja ta polega w głównej mierze na analizie metabolizmu organizmów żywych lub ich śmiertelności. Jednym z takich urządzeń jest opisywany w artykule automatyczny biodetektor toksyczności ogólnej wody (ABTOW). Urządzenie to bazuje na monitorowaniu aktywności metabolicznej konsorcjów bakterii nitryfikacyjnych. Pojawienie się substancji toksycznych w wodzie jest obrazowane przez spadek aktywności oddechowej użytych w biosensorze bakterii nitryfi-kujących.

EN

At present, a great emphasis is placed on the use of bio-detection methods to assess the state of environment. There are various solutions allowing the use of living organisms. Such detection consists mainly on the analysis of the metabolism of living organisms or their death rate. One of these tools is the automatic bio-detector of general toxicity of water, described in the article. This appliance is based on monitoring of the metabolic activity of nitrification bacteria consortia. Appearance of toxic substances in water is reflected in a decrease of respiratory activity of the nitrification bacteria used in the biosensor.

Słowa kluczowe

PL

biodetektor; toksyczność wody; monitoring; czas rzeczywisty

EN

biodetector; water toxicity; monitoring; real-time

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gospodarka Wodna
• Rocznik: 2010
• Tom: Nr 10
• Strony: 404--407
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz.

Twórcy

autor

Woźnica A.

autor

Nowak A.

autor

Siudy A.

autor

Kliś Cz.

• Uniwersytet Śląski w Katowicach. Wydział Biologii i Ochrony Środowiska. Katedra Biochemii

Bibliografia

• 1. D.J. ARP, L.A. SAYAVEDRA-SOTO, 2002, Molecular biology and biochemystry of ammonia oxidation by Nitrosomonas europaea, Arch. Microbiol. 178, 250-255.
• 2. A. BOLLMANN, P. REVSBECH, 2005, An HN4 biosensor based on ammonia-oxidizing bacteria for use under anoxic conditions - Sensors and Actuators B 105: 412-418.
• 3. T.H. CHRISTENSEN, R. COSSU, R. STEG-MANN, 1992. Landfilling of waste: leachate. Taylor & Francis. London.
• 4. N. CHRISTOFI, C. HOFFMANN, I. TOSH, 2002. Hormesis responses of free and immobilized light-emitting bacteria, Ecotoxicol Environ Safety. 52, 227-231.
• 5. B.B. COLLIVER, T. STEPHENSON, 2000. Production of nitrogen oxide and dinitrogen oxide by autotrophic nitrifiers. Biotechnol. Adv. 18,219-232.
• 6. R. GUI, W. J. CHUNG, D. JAHNG, 2005. A rapid and simple respirometric biosensor with immobilized cells of Nitrosomonas europaea for detecting inhibitors of ammonia oxidation. Biosens. Bioelectron. 20, 1788-1795.
• 7. K. CZACZYK, 2004, Czynniki warunkujące adhezję drobnoustrojów do powierzchni abiotycznych. Post. Mikrob., 43: 267-283.
• 8. S.F. D'SOUZA, 2001. Microbial biosensors. Biosens. Bioelectron. 16, 337-353.
• 9. W. DE BOER, G. A. KOWALCHUK, 2000. Nitrification in acid soils: micro-organisms and mechanisms. Soil Biol. Biochem. 33, 853-866.
• 10. H.M. DIONISI, A.C. LAYTON, K.G. ROBINSON, 2002, Quantification of Nitrosomonas oligotropha and Nitrospira spp. Using Competitive Polymerase Chain Reaction in Bench-Scale Wastewater Treatment reactors Operating at Different Solids Retention Times Water Environment Research 74: 462-469.
• 11. Q. FAN, D. SHAN, H. XUE, Y. HE, S. COSNIER, 2007, Amperometric phenol biosensor based on laponite clay-chitosan nanocomposite matrix. Biosensors & Bioelectronics 22: 816-821.
• 12. Z. FILIPOVIĆ-KOVAČEVlĆ, M. MIKŠAJ, D. ŠALAMON, 2002. Cyanide determination in fruit brandies by amperometric biosensor with immobilised Saccharomyces cerevisiae. Eur. Food Res. Technol. 215, 347-352.
• 13. D.L. FLEMING, 2004, Evaluating bacterial cell immobilization matrices for use in a biosensor. Praca Magisterska, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg.
• 14. C. GRUNDITZ, G. DALHAMMAR, 2001, Development of nitrification inhibition assays using pure cultures of Nitrosomonas and Nitrobacter. Water Res. 35, 433-440.
• 15. T. ILZUMI, M. MIZUMOTO, K. NAKAMURA, 1998, A bioluminescence assay using Nitrosomonas europea for rapid and sensitive detection of nitrification inhibitors. Appl Environ. Microb. 64, 3656-3662.
• 16. A. KAHRU, H.C. DUBOURGUIER, I. BLINOVA, A. IVASK, K. KASEMETS, 2008, Biotests and biosensors for ecotoxicology of metal oxide nanoparticles: A Minireview. Sensors 8, 5153-5170.
• 17. A. KAHRU, M. KURVET, I. KÜLM,1996, Toxicity of phenolic wastewater to luminescent bacteria Photobacterium phosphoreum and activated sludges. Water Sci. Technol. 33: 139-146.
• 18. A. KÖNIG, K.A. RIEDEL, 1998, A microbial sensor for detecting inhibitors of nitrification in wastewater. Biosens. Bioelectron. 13, 869-874.
• 19. L.Y. LEE, S.L. ONG, W. J. NG, 2004, Biofilm morphology and nitrification activities: recovery of nitrifying biofilm particles covered with heterotrophic outgrowth. Bioresource Technology 95 209-214.
• 20. M. MATEJCZYK, 2004, Bakteryjne biosensory. Postępy mikrobiologii 43: 155-165.
• 21. Y. PAITAN, D. BIRAN, I. BIRAN, N. SHECHTER, R. BABAI, J. RISHPON, E.Z. RON, 2003, On-line and in situ biosensors for monitoring environmental pollution. Biotechnology Advances 22: 27-33.
• 22. P. PESSALA, E. SCHULTZ, T. NAKARI, A. JOUTTI, S. HERVE, 2004, Evaluation of wastewater effluents by small-scale biotests and a fractionation procedure. Ecotox.. Environ. Safe. 59, 263-272.
• 23. B. PODOLA, M. MELKONIAN, 2003, A longterm operating algal biosensor for the rapid detection of volatile toxic compounds. J. Appl. Phycol. 15, 415-424.
• 24. Rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 roku w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. z dnia 6 kwietnia 2007 r).
• 25. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002 r. w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody. (Dz.U. z dnia 31 stycznia 2002 r.).
• 26. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 26 września 2001 r w sprawie określenia listy gatunków zwierząt rodzimych dziko występujących objętych ochroną gatunkową ścisłą i częściową oraz zakazów dla danych gatunków i odstępstw od tych zakazów. (Dz.U. nr 130, poz. 1456).
• 27. M. SOUSA, J. AZEREDO, J. FEIJO, R. OLIVEIRA, 1997, Polymeric supports for the adhesion of a consortium of autotrophic nitrifying bacteria. Biotechnology Techniques 11: 751-754.
• 28. R. TECON, JR.VAN DER MEER, 2008, Bacterial biosensors for measuring availability of environmental pollutants. Sensors 8, 4062-4080.
• 29. Ustawa z dnia 7 czerwca 2001 r. o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków (Dz.U. 01.72.747 ze zm.).
• 30. W.H. VAN DER SCHALIE, R.R. JAMES, T.P. GARGAN II, 2006, Selection of a battery of rapid toxicity sensors for drinking water evaluation. Biosens. Bioelectron. 22, 18-27.
• 31. A. WOŹNICA, A. NOWAK, C. BEIMFOHR, J. KARCZEWSKI, T. BERNAS, 2010, Monitoring structure and activity of nitrifying bacterial biofilm in an automatic biodetector of water toxicity. Chemosphere. 78 1121-1128
• 32. A. WOŹNICA, E. LATUSEK, A. PŁONKA, S. ŁABUŻEK, H. DUDA, M. GÓRNY, CZ. KLIŚ, K. KOSZ, A. SIUDY, 2006, Automatyczny biodetektor toksyczności ogólnej wody - narzędzie do kontroli jakości wody. Renowacja przewodów wodociągowych - Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna, Pszczyna.
• 33. A. WOŹNICA, E. LATUSEK, A. PŁONKA, S. LABUZEK, H. DUDA, M. GÓRNY, CZ. KLIŚ, K. KOSZ, A. SIUDY, 2006, Automatic detection of water toxicity based on nitrifying bacteria biosensor. Proceedings of ECOpole International Conference. Society of Ecological Chemistry and Engineering, Opole.
• 34. G. XU, Y. WU, R. LI, P. WANG, W. YAN, X. ZHENG, 2002, Cell-based biosensors: Towards the development of cellular monitoring. Chinese Sci. Bull. 47 1849-1856.
• 35. LIU YU, 1995, Adhesion kinetics od nitryfying bacteria on various thermoplastic supports. Colloids and Surfaces 5 213-316.
• 36. R. ZLATEV, J.P. MAGNIN, P. OZIL, M. STOYTCHEVA, 2006, Bacterial sensors based on Acidithiobacillus ferrooxidans Part II. Cr(VI) determination. Biosensors & Bioelectronics 21: 1501-1506.