Til forsiden Udskriftsvenlig version af siden:
"Forskningsaktiviteter"
http://pathos.geus.net/research_activities/index.html
Udskriftsdato: torsdag 23. november 2017 kl. 21:29
Sidst ændret: Lørdag 23. Juli, 2011
© GEUS pathos.geus.net


Aktuelle forskningsaktiviteter

WP 1.1. Validering  af etablerede metoder på nye matricer (e-mail på WP 1 Leader: )
I WP 1, er der en fortsat udvikling af nye banebrydende moderne mikrobiologiske teknologier til detektion og kvantificering af aktiviteten for både sygdomsfremkaldende mikroorganismer og organiske forureninger i vandmiljøet. Teknologierne er baseret på nye massespektrometriske metoder for analyse og vurdering af steroider, østrogener, lægemidler, antibiotika, antiparecitider og deres nedbrydningsprodukter.
Tilsvarende er der blevet etableret kvantitative PCR teknikker for Campylobacter spp., udviklet for gødning fra høns. PCR teknikkerne er blevet tilpasset matricerne i jord, gylle og vand (Keramas et al. 2004, Lund et al. 2004, Lund & Madsen 2006, Li et al. in press).
 

WP 1.2. Metoder til kvantificering af levedygtige og smitsomme patogener
For at kvantificere antallet af levedygtige og smitsomme patogener, anvender man i dag molekylære kvantificeringsteknologier baseret på kvantitativ PCR af cDNA udfra mRNA fra jorden.
I den nuværende teknologi, som er målrettet Salmonella spp., anvender man en sekvensspecifik oprensningsteknologi (Jacobsen & Holben, 2007). Denne teknologi giver en høj specificitet, men ulempen er, at teknologien udelukker nogle essentielle gener, så man i stedet anvender et andet oprensningssystem til kvantificering af jordens mikrobielle funktionelle gener på mRNA-niveau (Bælum et al unpublished).

Ved brug af den nye fremgangsmåde kan man lave en cDNA kopi af den fulde transkription fra mikroorganismerne i vandmiljøet, eftersom den omvendte transkription er dannet ved hjælp af tilfældige hexamer primers.

I fremtiden vil man undersøge og vurdere, om den anvendte oprensningsteknik kan bruges på andre patogener end blot Salmonella sp. invA gener.


WP 1.3. Nedbrydning af steroider, østrogener eller andre metabolitter
Nedbrydningen af steroider, østrogener eller andre metabolitter er meget forskellige fra nedbrydningen af deres moderstoffer.  I mange tilfælde er metabolitterne mere polære, og dermed mere mobile end deres moderstoffer, og der er derfor behov for at udvikle nye metoder, så man kan analysere metabolitterne.

De nuværende model-systemer anvender GC-MS-MS for analyse af forureningsstoffernes omdannelsesprocesser, dannelsen af metabolitter, samt deres abiotiske nedbrydning under forskellige redox-forhold (Lykkeberg et al 2006. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. vol.  42: pp.223-231).

Før den egentlige analyse påbegyndes bliver prøverne oprenset, og hertil gør man brug af en række forskellige oprensningsmetoder, som inkluderer Accelerated Solvents Extraction, som ofte anvendes sammen med solid phase extraction (Jacobsen and Halling-Sørensen 2006. Analytical and BioanalyticalChemistry. vol. 384: pp. 1164-1174).
De primære metabolitter bliver identificeret ved brug af NMR-teknikker, og hvis de udviser aktivitet, så vil metabolitterne indgå i den endelige analyse.


WP 2.1.: Fordelingen og spredning af forureningsstofferne i miljøet (e-mail på WP 2 Leader:
I PATHOS indsamles og evalueres alt viden omkring patogenernes og de naturlige østrogeners fordeling og spredning i miljøet, såvel som deres kemiske (næringsstoffer og fordelingen af partiklenstørrelser) og biologiske (biokemiske sammensætning og nedbrydning) parametre i hhv. flydende og faste gyllefraktioner, som udledes til markerne.

Også viden omkring de forskellige gylle-typer og dyrearter (grise, kvæg, mink, samt rå/biogas gylle) indsamles og evalueres. Denne viden er baseret på allerede eksisterende databaser og prøve-arkiver for omkring 40 gylle separations faciliteter (fra et igangværende VMP-III projekt), såvel informationer fra de deltagende industri-partnere i PATHOS, tidligere projekter og fra litteratursøgninger.


WP 2.2.: Separationsteknikkernes effekter på forureningsstofferne
Der er lavet meget få studier af de anvendte separationsteknikker, og derfor er sammenligninger af forureningsstoffernes fordeling, nedbrydning, samt deres kemiske- og biologiske egenskaber mangelfulde, da de kun er blevet sammenlignet med få forsøg med gyllebehandlinger tilsat forskellige forureningsstoffer.

For at løse særlige forureningsproblemer, udfører man laboratoriestudier på forurenet gylle fra forskelligartede dyr ved at anvende nye separationsmetoder (f.eks. flere forskellige enzymer og biologiske stoffer, Novozymes A/S). Test Patogener med forskellige størrelser og med forskellige overflade egenskaber bliver tilsat gylleprøverne for at give en præcis vurdering af deres fordeling.


WP 2.3.:  effekterne ved opbevaring af forureningsstofferne
For at få kendskab til forureningsstoffernes modstandsdygtighed i den våde gylle fraktion fra den separerede gylle, anvender man en række opbevaringseksperimenter med forskellige fraktioner af den separerede gylle, heriblandt forsøg med nedbrydning af de naturlige østrogener og forsøg med patogenernes overlevelse.


WP 3.1.: omfordeling (e-mail på WP 3 Leader:
De mekanismer der kontrollerer og styrer omfordelingen af gyllen og separationsprodukterne, bliver påvirket af separationsprodukternes tørstofindhold og jordens vandindhold. For at kvantificere og vurdere effekten af interaktionen mellem gyllen og jordvandspotentialet, anvendes dialyse (Petersen et al., 2003a). Østrogenernes flygtighed og nedbrydning i jorden, bliver analyseret ved brug af inkubations eksperimenter og ved at ændre på gyllen, så den bedre kan blive tilpasset de forskellige jordtypers vandpotentiale.


WP 3.2.: Udvaskning
Man har undersøgt om jordtype og gyllens egenskaber har nogle effekter på udvaskningen af forureningsstoffer gennem intakt jord. Ved brug af nogle jordkolonne eksperimenter, både som små kolonner i laboratoriet og som store jord monolitter ude i felten, har man undersøgt udvaskningen for naturlige østrogener og patogener (Leagdsmand et al. 2007. Geoderma.vol. 93: pp. 33-59.). Gyllen bliver tilsat den intakte jord, som derefter udsættes for realistiske udvaskningshændelser.


WP 3.3.: Markforsøg
Ved brug af kontrollerede markforsøg, vurderes transporten af gyllen, som indeholder de forskellige patogener. Udvaksningen af patogenerne undersøges i et år efter tilsætningen af gyllen. Markforsøgene finder sted ved to forskellige lokaliteter, der anvendes som overvågningssites for pesticidudvaskningen som følge af det Danske Pesticid Udvasknings Program (Lindhardt et al., 2001).

Dette projekt nyder godt af den løbende overvågning af de aktiviteter, som finder sted, herunder overvågningen af de allerede udtagne analyseprøver for forureningsstoffernes udvaskningsprocesser (Kjær et al., 2005. Geological Survey of Denmark and Greenland, Copenhagen: ISBN87-7871-1665; Kjær et al., 2007. Environmental Science & Technology. vol.  42: pp. 3911-3917).

Forsøgsmarkerne bliver behandlet efter en normal landbrugsprocedure med tilførsel af en normal type gylle eller gyllefraktion.