Okolje in kemija
Predstavitev
Raziskave potekajo na področju zapiranja snovnih tokov z namenom čiščenja in ponovne uporabe odpadne vode z uporabo sonaravnih rešitev (Nature Based Solution – NBS) oz. zelenih tehnologij. Raziskave na laboratorijskem in pilotnem nivoju usmerjamo v ustvarjanje okolja za mikroalgne sisteme (fotobioreaktorje) in tehnologije z namenom pridobivanja specifičnih produktov iz komunalne odpadne vode (KOV) (prečiščena voda, algna biomasa, biotimulansi) za potrebe kmetijstva ob preučevanju tveganj za okolje in človeka (prisotnost težkih kovin, pesticidov, farmacevtskih izdelkov, mikroonesnaževal, mikroplastike, patogenih mikroorganizmov). Z agnimi sistemi raziskujemo čiščenje onesnaževal, ki vzbujajo zaskrbljenost (bisfenolov-BP-hormonskih motilcev, farmacevtikov in snovi z nadzornega seznama v okviru vodne direktive) v sodelovanju z IJS. Raziskujemo vpliv mikroplastike (MP) v različnih tleh in blatu čistilnih naprav v odvisnosti od namakanja z KOV in prisotnosti pesticidov. Na pilotnem nivoju raziskujemo ponovno uporabo KOV za produkcijo lesne biomase v sistemu čiščenja brez izpusta v okolje. Za določanje vrste polimerov, ki sestavljajo MP delce razvijamo nove metode za določanje MP v različnih okoljskih vzorcih. V algnih sistemih preučujemo bioaktivne spojine (npr. lipidi, terpeni, polifeni, flavonoidi itd.), pri čemer imajo nekatere od teh snovi antibakterijske in antioksidativne lastnosti. Mikroalge so rezervoar za prepoznavanje in ekstrakcijo biološko aktivnih snovi, kot so pigmenti, vitamini, fenoli, skvalen, mikosporinu podobne aminokisline, vse znane kot antioksidanti, pa tudi fitosteroli, ki lahko delujejo kot farmacevtski izdelki, prehranska dopolnila in kozmetika. Različni metaboliti alg namreč lahko tudi služijo kot pomemben vir številnih zaželenih bioloških aktivnosti, kot so: antioksidativna, protimikrobna, protivnetna, in protitumorska. Makro in mikrohranila ter antioksidanti, prisotni v mikroalgah, bi lahko v prihodnosti zagotovili hrano ali aditive za živila.
V okoljskih vzorcih voda, zlasti v odpadni vodi v različnih stopnjah čiščenja (vključno z HRAP) ugotavljamo prisotnost proti protimikrobnim snovem odpornih mikroorganizmov in genov za odpornost ter njihovo širjenje v okolje. Ena izmed usmeritev je tudi vpliv enoceličnih alg na prisotnost protimikrobnih snovi v vodah, kot tudi na odpornost mikroorganizmov.
Glavno raziskovalno področje kemijskega dela skupine je usmerjeno v preprečevanje onesnaževanja okolja z natančnim preučevanjem pretvorb in razgradnje različnih onesnaževal. Delo presega zgolj določanje ostankov pesticidov v okoljskih vzorcih, saj se poglobljeno ukvarjamo z raziskovanjem poti in mehanizmov razgradnje ter možnih transformacij teh snovi. Poleg osnovnih parametrov, ki vplivajo na hitrost razgradnje (npr. prisotnost nitratov, huminskih snovi, kisika), analiziramo tudi stopnjo mineralizacije z uporabo naprednih oksidacijskih procesov (AOP) ter spremljamo strupenost z uporabo luminescentnih morskih bakterij Vibrio Fischeri. Posebno pozornost namenjamo identifikaciji neznanih razgradnih produktov in razumevanju specifičnih mehanizmov razgradnje. Področje raziskav laboratorija vključujejo tudi kemijske študije kloriranja UV filtrov in antioksidantov, prisotnih v izdelkih za osebno rabo (posebej v izdelkih za zaščito pred soncem), kjer preučujemo nastanek kloriranih produktov in njihovo strupenost. Proučujemo foto(kata)litsko razgradnjo zdravil (doksazosin) v kombinaciji z algnimi sistemi, kot tudi fotokatalitsko razgradnjo nekaterih alkoholov pod LED svetilkami ter spiranje pesticidov s sadnih površin z uporabo običajnih sredstev iz gospodinjstev. V sodelovanju z industrijo ter inštitutom Research Nature raziskujemo biološko aktivne učinkovine v rastlinskih vzorcih. Raziskovalno področje smo razširili na analitiko bolj hlapnih organskih komponent, tudi farmakološko pomembnih učinkovin in njihovih derivatov, pridobljenih iz rastlinskih vzorcev.
Sodelavci na raziskovalnem področju
Oprema
- Fotobioraktor za gojenje alg,
- Inkubatorji: Kambič I-50, Memmert BE 200, Memmert UNB 200,
- parni sterilizatorji: Tuttnauer 2840 ELVP-WR-D, PCR cycler Corbett,
- čitalec mikrotitrsih plošč Infinite 200 ®PRO Tecan Trading AG,
- Hettich centrifuga Universal 320,
- Kamera za odčitavanje gelov GeneFlash, Syngene,
- spektrofotometer Macherey-Nagel NANOCOLOR® VIS (+ grelna enota VARIO C2),
- Varian UV-Vis Cary 50 Bio,
- Agilent Cary 630 ATR-FTIR,
- UV1101 BioTechPhotometer,
- Agilent HPLC-DAD 1100,
- pečica Kambič VS-50 SC,
- WTW OxiTop IS6 mešalna enota z 6 OxiTop steklenicami za merjenje BPK5,
- WTW termostatirana enota TS,
- ISKRA brezprašna komora PIO MC 9-1,
- Miltenyi Biotec,
- konfokalni fluorescenčni mikroskop Leica ARISTOPLAN CLSM,
- Beckman L8-70M ultracentrifuga,
- inštrument za avtomatsko pipetiranje vzorcev Beeline 230 DT (HZT),
- Miltenyi Biotec MACSQuant pretočni citometer,
- Nikon Eclipse TE2000 kontrastni mikroskop,
- Nikon aksioskop MOT (Carl Zeiss),
- digitalna kamera visoke definicije EM CCD 512 System SPOT BOOST (Visitron Systems),
- toplotna cisterna (Dagan Corp.),
- osmometer K-7000, (Knauer).
Demonstracijski center zelenih tehnologij v Ajdovščini:
- pilotni algni bazen 3 m3 s propadajočim mešalom usedalnikom in zimsko izolativno zaščito,
- primarni usedalnik,
- sistem črpalk,
- pilotna rastlinska čistilna naprava (CW – 25 m2),
- pilotni evapotranspiracijski vrbni sistem (EWS),
- lizimetri.