Mikrobien perinteisillä tutkimusmenetelmillä kuten mikroskopoinnilla ja mikrobien viljelytekniikoilla ei pystytä tutkimaan aktiivilietteen mikrobiyhdyskuntien monimuotoisuutta koko laajuudessaan. Molekyylibiologiset menetelmät eli mm. DNA:ta, RNA:ta ja proteiineja tutkivat menetelmät kurovat umpeen tätä puutetta.

Työssä tutkittiin viiden jätevedenpuhdistamon aktiivilietteen bakteeriyhdyskuntia uuden sukupolven sekvensointitekniikalla. Tutkimuksessa selvitettiin aktiivilietteen yleisimmät bakteeriryhmät. Toiminnallisista ryhmistä keskityttiin nitrifikaatiobakteereihin.  Lisäksi tarkasteltiin eri puhdistamojen lajistojen ja eri näytteiden välisiä eroja sekä arvioitiin työssä käytetyn tutkimusmenetelmän hyödynnettävyyttä puhdistamoilla.

Jätevesien tutkimuksessa käytettyjä ja soveltuvia molekyylibiologisia menetelmiä ovat muun muassa hybridisaatiomenetelmät, PCR-menetelmät, sekvensointi ja kloonausmenetelmät, sormenjälkimenetelmät sekä uuden sukupolven sekvensointitekniikat. Tutkimus antoi viitteitä siitä, että tarkalla taksonomisella tasolla tarkasteluna puhdistamoiden yhdyskunnat ovat puhdistamojen sisällä samankaltaisempia kuin puhdistamojen välillä.

Tunnistettuja menetelmien sovelluskohteita ovat perustutkimus (jäteveden lajisto, bakteereiden rooli ja vuorovaikutus, suhde ympäristömuuttujiin ja prosessiparametreihin), nykyisten prosessien optimointi ja ongelmanratkaisu, bioaugmentaatio sekä uusien prosessien kehittäminen ja testaaminen.

Tutkimuksessa käytetyn menetelmän arvioidaan soveltuvan puhdistamoilla erityisesti ongelmanratkaisuun ja bakteeriyhdyskuntien monitorointiin. Molekyylibiologiset menetelmät mahdollistavat Suomen oloissa tärkeän alhaisen lämpötilan nitrifikaation tutkimuksen. 

Vesihuoltolaitosten kehittämisrahasto rahoitti hanketta 10.000 €:lla.

Diplomityö ja yhteenveto hankkeesta löytyvät vesihuoltolaitosten kehittämisrahaston hankerekisteristä.

Diplomityön tiedot

Tekijä: Jenni Kesulahti
Työn nimi: Molekyylibiologiaan perustuvat mikrobiyhteisömääritykset ja niiden käyttökohteet yhdyskuntajätevesien käsittelyssä
Yliopisto: Aalto yliopisto, Yhdyskunta- ja ympäristötekniikka, Vesi- ja ympäristötekniikka