Richtlijn herstel en beheer (water)bodemkwaliteit

DNA-analyse

TECHNIEKSHEET

Onderzoekstechniek: DNA-analyse

Versie: November 2016

[Naar zoekapplicatie]

 

Samenvattende omschrijving techniek (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

De DNA-analyse is een moleculaire detectiemethode om genetische informatie (DNA, en/of RNA) van specifieke micro-organismen en hun enzymen in beeld te brengen. De DNA-analyse kan aantonen welke bacteriën in welke mate aanwezig zijn, in welke mate ze verontreinigingen kunnen afbreken en in welke afbraakmechanismen daarbij optreden. De informatie geeft inzicht in de mate waarin microbiologische afbraak van verontreinigingen optreedt of kan optreden.

 

 

Algemene informatie (gebaseerd op informatie van techniekaanbieder)

Naam

DNA-analyse

Meeteenheid en parameter

DNA concentraties in aantal genkopieën/ml sample.

Bodemfase

Grond

Grondwater

Poriënwater

Puur product

Bodemlucht

Aard techniek

Fysisch

Geofysisch

Chemisch

Biologisch

I.c.m. Sondering

Probe/ Sensor

Overig

Plaats van toepassing

In situ

On site

Aan maaiveld

Boven maaiveld/in de lucht

Off site

Detectiewijze

Boren / steken

Verdringing / sonderen

Tomografie

Off site meting

Meting op maaiveld / waterbodem

Meting aan oppervlakte open water

Toepasbaar in afzonderlijke lagen

nee

ja

n.v.t.

Bodemtypen waarvoor techniek geschikt is

1
homogeen goed doorlatend zandpakket

2
één zandpakket, met slecht doorlatende laagjes

3
slecht doorlatende deklaag, doorsnede met zandlaagjes

4
slecht doorlatende laag op een goed doorlatend zandpakket

5
antropogeen

Landbodem/waterbodem

Landbodem

Waterbodem

Stap in keten van dataverzamelen

a- Aanloop

b- Boren / penetreren / instr.plaatsing

c- Monstername

d- Meten

e- Dataverzamelen en evalueren

f- Bodem informatie

Moment van beschikbaarheid resultaten

In het veld zijn meetresultaten beschikbaar

Nabewerking / interpretatie off site nodig

Ontwikkelingsfase techniek

Demonstratiefase

Verbredingsfase

Routinematig toegepast

Wijze van inkopen

Als dienst

Als product

Als apparaat

Algemene omschrijving uitvoeringswijze

Door moleculaire informatie van microbiële activiteiten te verzamelen, kan worden aangetoond of/en in welke mate er sprake is van afbraak in de natuurlijke situatie van de bodem, en bij bodemsaneringen.

Werkingsprincipe

Met DNA-analyse wordt genetische informatie (DNA en/of RNA) van specifieke micro-organismen en hun enzymen in beeld gebracht. Zo kan men screenen op bacteriële groepen zoals totaal bacteriën, archaea, methanogenen, sulfaatreduceerders of denitrificeerders. Daarnaast kan men kijken naar specifieke afbraakgenen zoals de vcrA en bvcA genen in Dehalococcoides spp. Deze genen coderen voor vinyl chloride reductase, het enzym dat verantwoordelijk is voor de omzetting van vinylchloride tot etheen.

Ook brengt DNA-analyse de diversiteit van complexe microbiële ecosystemen en specifieke processen in beeld. In combinatie met andere methoden - zoals microscopie, kweken, vloeistof- en gaschromatografie, isotopenanalyse, waterstofanalyse en chemische analyse – kan met moleculaire technieken een efficiënte diagnose worden gesteld.

Punt / lijnmeting / volumemeting

Puntmeting

Lijnmeting (verticaal)

Lijnmeting (horizontaal)

Oppervlaktemeting

Volumemeting

Technische specificaties

(w.o. nauwkeurigheid)

De kwantitatieve detectie van de verschillende micro-organismen en hun enzymen is via deze techniek snel, specifiek en gevoelig uit te voeren. De nauwkeurigheid daarbij is zeer hoog.

Typisch dieptebereik

n.v.t.

Gevoeligheid onafhankelijk van de diepte

Gevoeligheid verandert met de diepte

Tijdeigenschappen

De analyse geeft een weergave van de situatie weer op het moment van monstername.

Meetsnelheid

Voor de analyse moeten twee tot drie weken worden uitgetrokken.

Presentatie resultaten

Hoeveelheid bacteriën per soort.

Mate waarin specifieke bacteriën verontreinigingen afbreken.

Afbraakmechanismen die optreden.

Kosten

De kosten zijn sterk afhankelijk van type en aantal analyses; een dehalococcoïdesbepaling kost bijvoorbeeld circa € 350 per analyse.

Voor de bepaling van genen die van belang zijn voor specifieke afbraakstappen van chloorkoolwaterstoffen gelden geringe meerkosten.

Trends en ontwikkelingen

Steeds meer typen micro-organismen en enzymen kunnen worden gekwantificeerd. De ontwikkeling gaat door, zeker op het gebied van olie- afbraakgenen.

Illustratie

 

 

Gebruikersinformatie (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

Beschikbaarheid

alleen in buitenland beschikbaar

techniek in ontwikkeling

één of enkele aanbieders in NL

groot aantal aanbieders

Wordt techniek vaak toegepast?

Incidenteel

Af en toe

Zeer geregeld

Onderzoeksfase waarin techniek toepasbaar is

Verkennen

Uitkarteren

Variantkeuze

Ontwerp

(Realisatie)

Controle

Monitoring

Nazorg

Verificatiemetingen / ijkmetingen

worden veelal toegepast

worden veelal niet toegepast

n.v.t. of afhankelijk van onderzoeksdoel

Veel gebruikte toepassing in praktijk

Aantonen van natuurlijke afbraak van chloorkoolwaterstoffen.

Geschiktheid

De toepassing van DNA analyse kan veel duidelijkheid geven over de aanwezigheid van specifieke micro-organismen, met eventueel hun afbraakgenen en daarmee over het al of niet aanwezig zijn van voldoende capaciteit om verontreinigingen af te breken.

Praktijkervaringen in Nederland

De methode is succesvol toegepast bij diverse bodemsaneringen van chloorhoudende oplosmiddelen.

“Do's“

Door het op een juiste wijze opslaan van het nog aanwezige DNA materiaal, kan men hier nog jaren later analyses op laten uitvoeren.

“Don'ts “

-

Ook geschikt voor

Vaststellen omstandigheden voor natuurlijke afbraak van BTEX, olie en/of populatiebepaling van het aanwezige microbiële ecosystemen.

 

Achtergrondinformatie / Links

Bodemstandaard

-

Literatuur

externe linkSKB Cahier Natuurlijke afbraak: Het is niet niks!

Hyperlinks (internet)

[Natuurlijke afbraak, trends en ontwikkelingen]

externe linkDeltares, Biogeochemical Laboratory

externe linkTNO