Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Multiple Substrate-Induced Respiration and Isothermal Calorimetry: Applicability in Risk Assessment of Contaminated Soil
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Multipla substrat-inducerad respiration och isotermisk kalorimetri : Tillämplighet i riskbedömning av förorenad mark (Swedish)
Abstract [en]

At present, soils face great threats. Consequences of human activities, such as climate change, acidification and contamination result in decreased soil health. This is a threat to human health and well-being, since our society is dependent on soil ecosystem services. The soil ecosystems provide resources, such as food and fresh water, regulate the climate and play key parts in important life supporting biological processes, e.g. cycling of carbon and nutrients. Due to increased awareness of the threats that soils face, and its importance to humans, soil quality monitoring has recently received increased attention.

Microorganisms run most biological processes in the soil, such as decomposition of organic material and nutrient cycling. Thus, microbial activity and diversity are considered useful biological indicators for soil quality monitoring. These biological properties can be examined using different methods.

The aim of the project was to evaluate the potential of multiple substrate-induced respiration (MSIR), using the MicroRespTM system, and isothermal calorimetry for determining microbial activity and diversity in soils contaminated with copper (Cu) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). Thereby, the methods’ applicability in risk assessment of contaminated soil could be decided. MSIR is considered appropriate for determining microbial activity and functional diversity, while isothermal calorimetry has not been tested as much in this area. The calorespirometric ratio (produced heat per unit CO2) was calculated to evaluate potential relationships between heat and CO2 at different contamination levels.

Although there was some variation between the methods, Cu had a clear effect on both microbial activity and functional diversity. Both methods were thus considered applicable in risk assessment of soil contaminated with Cu. The impact of PAH appeared to be more complex, the effects on microbial activity varied and PAH had little significant effect on functional diversity. Neither of the methods were therefore considered applicable for assessment of soil contaminated with PAH. The calorespirometric ratio did not provide useful results, and cannot be recommended for risk assessment purposes at present.

Abstract [sv]

I dagsläget utsätts marken för stora hot. Följder av mänsklig aktivitet, så som klimatförändringar, försurning och förorening försämrar markens kvalitet. Detta är ett hot mot människors hälsa och välmående, eftersom vårt samhälle är beroende av markens ekosystemtjänster. Markens ekosystem förser oss med exempelvis mat och rent vatten, reglerar klimatet, och har nyckelroller i viktiga biologiska processer, exempelvis cirkulering av kol och näringsämnen. På grund av ökad medvetenhet om hoten mot marken samt dess betydelse för människan, har kontroll av markens kvalitet börjat få ökad uppmärksamhet.

Mikroorganismer sköter de flesta biologiska processer som sker i marken, så som nedbrytning av organiskt material och cirkulering av näringsämnen. Därmed anses mikrobiell aktivitet och diversitet vara lämpliga biologiska indikatorer vid kontroll av markens kvalitet. Dessa biologiska egenskaper kan mätas med flera olika metoder.

Syftet med projektet var att utvärdera potentialen i att använda multipla substrat-inducerad respiration (MSIR), genom att använda systemet MicroRespTM, samt isotermisk kalorimetri för att mäta mikrobiell aktivitet och funktionell diversitet i mark förorenad med koppar (Cu) och polycykliska aromatiska kolväten (PAH). Därmed kunde metodernas tillämplighet i riskbedömning av förorenad mark bestämmas. MSIR anses vara en lämplig metod i syfte att undersöka mikrobiell aktivitet och funktionell diversitet, medan isotermisk kalorimetri inte är lika beprövat. Kvoten mellan värmeproduktion och respirerad CO2, the calorespirometric ratio, beräknades för att utvärdera eventuella samband mellan värmeproduktion och respiration vid olika föroreningskoncentrationer.

Trots att det förekom viss variation mellan metoderna, hade Cu en tydlig effekt på både mikrobiell aktivitet och funktionell diversitet. Båda metoder ansågs därför vara tillämpbara i riskbedömning av Cu-förorenad jord. PAH hade varierande effekt på mikrobiell aktivitet och liten signifikant effekt på funktionell diversitet. Ingen av metoderna ansågs därför tillämpbar i riskbedömning av jord förorenad med PAH. The calorespirometric ratio tillhandahöll ej användbara resultat, och kunde därmed inte rekommenderas i riskbedömningssyfte.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. 35
Series
UPTEC W, ISSN 1401-5765 ; 17003
Keywords [en]
Risk assessment, biological indicators, multiple substrate-induced respiration, MSIR, MicroRespTM, isothermal calorimetry, calorespirometric ratio, contamination, Cu, PAH
Keywords [sv]
Riskbedömning, biologiska indikatorer, multipla substrat-inducerad respiration, MSIR, MicroRespTM, isotermisk kalorimetri, calorespirometric ratio, förorening, Cu, PAH
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-321192OAI: oai:DiVA.org:uu-321192DiVA, id: diva2:1092329
Educational program
Master Programme in Environmental and Water Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-05-09 Created: 2017-05-02 Last updated: 2017-05-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1775 kB)51 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1775 kBChecksum SHA-512
df10898f84e1285ea9653bdcfc737a014f580ac0aa83aed2bdc9a23e3756bb042fd95b01b52d9ee579b72e6ade5108320ce1a3a68c9bb0c6aca735652b705ba2
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Earth Sciences
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 51 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 322 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf