Browsing by Author "Espenberg, Mikk, juhendaja"

Now showing 1 - 7 of 7

Arhede arvukuse ja mitmekesisuse iseloomustamine Paistu hübriidse tehismärgala pinnasfiltrites
(Tartu Ülikool, 2014-08-14) Saare, Kadri; Oopkaup, Kristjan, juhendaja; Espenberg, Mikk, juhendaja
Erinevat tüüpi reoveepuhastite võrdlus lämmastikärastuseks: süstemaatiline kirjanduse ülevaade
(Tartu Ülikool, 2024) Ojar, Eliisabet; Espenberg, Mikk, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Töö eesmärgiks oli uurida ja hinnata erinevate reoveepuhastusreaktorite lämmastiku (N) ärastuse efektiivsust ning selle põhjal selgitada välja sobivaimad reaktoritüübid N-ärastuseks. Töö eesmärgi täitmiseks koguti andmeid erinevat tüüpi reoveepuhastusreaktorite kohta avaldatud publikatsioonidest andmebaaside ScienceDirect, Mendeley ja Google Scholar abil. Lisaks N-ärastusefektiivsusele koguti andmeid ka reaktori teiste parameetrite kohta ning nende parameetrite ja N-ärastuse vaheliste seoste uurimiseks kasutati regressioonimudeleid ja Kendall korrelatsioonimaatrikseid. Töös on esitatud väärtuslik andmebaas erinevat tüüpi reoveepuhastite kohta ning lisaks on tehtud analüüsid andmebaasi põhjal selgitamaks paremini N ärastavaid reaktortüüpe ning nendes toimuvaid protsesse. Kuuest uuritud reaktoritüübist olid kõrgeima N-ärastusefektiivsuse mediaanväärtustega (>80%) SBR ja MBBR-tüüpi reaktorid. Reaktoritüüpide ABR, MABR ja MBR N-ärastusefektiivsuse mediaanväärtusted olid >70%. Kõige madalamat N-ärastusefektiivsust täheldati CSTR-tüüpi reaktoris (mediaan 52,75%).
Isotopologue and microbiome studies for N2O source attribution in peat soils
(2022-10-13) Masta, Mohit; Mander, Ülo, juhendaja; Kirsimäe, Kalle, juhendaja; Pärn, Jaan, juhendaja; Espenberg, Mikk, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Naerugaas (N2O) on ohtlik kasvuhoonegaas ja stratosfääri osoonikihi lõhkuja. Selle peamised heitmed pärinevad muldade kuivenemisest ja väetamisest. Doktoritöö uuris täpsemalt N2O heitmete taga olevaid mehhanisme. N2O tekib mitmes protsessis, eeskätt denitrifikatsioonis ja nitrifikatsioonis. Denitrifikatsioon on protsess, mis käivitub hapnikuvaeses mullas ja milles naerugaas tekib nitraadist. Hapnikuvaeguse katkedes paiskub naerugaas atmosfääri. Hapnikuvaeguse jätkudes tekib ja jõuab atmosfääri aga hoopis kahjutu dilämmastik. Nitrifikatsioon seevastu on hapnikurikkas mullas toimuv protsess, milles naerugaas tekib ammooniumist. Nende protsesside kohta andis põhimõtteliselt uut teavet isotoopsete ja mikrobioloogiliste meetodite paralleelne kasutamine. Nii saadi teada, et veega täielikult küllastunud soomullas on naerugaasi peamine allikas denitrifikatsioon, osaliselt veega küllastunud soomullas aga nitrifikatsioon. Saadud teadmisi saab rakendada põllumajanduse ja metsanduse kliimasõbralikul planeerimisel. Kõige suurem potentsiaal on veetaseme reguleerimisel, minimeerides kasvuhoonegaasi-heitmeid majanduslikust tulust ja väärtuslikest elupaikadest loobumata.
Lühiajalise üleujutuse mõju mulla mikrobioomile kaldaäärses lepikus
(Tartu Ülikool, 2024) Reiss, Kristel; Espenberg, Mikk, juhendaja; Mander, Ülo, juhendaja; Tartu Ülikool. Geograafia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Kliimamuutustega sagenevad ekstreemsed kliimasündmused, mille tulemusena suureneb üleujutusoht. Magistritöö eesmärk on uurida lühiajalise üleujutuse mõju mulla mikrobioomile (lämmastiku (N) ja süsiniku (C) ringele) kaldaäärses lepikus. Üleujutuse ajal langes mulla nitraadi kontsentratsioon, mis muutis keskkonna lämmastiku fikseerijatele, Bradyrhizobium ja Frankia perekonda kuuluvatele bakteritele sobivamaks. Üleujutus mõjutas positiivselt ka süsinikuringega seotud perekondade Bryobacter, Candidatus Solibacteri ja Geobacter osakaale koosluses. Interpolatsiooni tulemused näitasid, et üleujutusega tekkisid punktid, kus esinesid metaani (CH₄) ja dilämmastikoksiidi (N₂O) emissioonide ekstreemumid. Lühiajaline üleujutus mõjutas oluliselt bakterite mitmekesisust pära üleujutust, kui suurenesid mullast metaani (CH4) emissioonid.
Metaani tootmise ja tarbimise mikrobioloogiline potentsiaal erinevat tüüpi haljaskatustel
(Tartu Ülikool, 2020) Kuusk, Kadri; Espenberg, Mikk, juhendaja; Teemusk, Alar, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Linnade erinevaid keskkonnaprobleeme on väga edukalt võimalik lahendada kuluefektiivselt mitmesuguste ökotehnoloogiliste lahendustega nagu näiteks haljaskatused, mis muuhulgas aitavad kaasa ka linnaõhu puhastamisele. Metaaniringe protsesse haljaskatuste pinnases viivad läbi erinevad mikroorganismid. Käesoleva töö eesmärgiks oli uurida bakterite ja arhede ning metanogeenide ja metanotroofide arvukusi ja proportsiooni mõjutavaid füüsikalis-keemilisi faktoreid ning hinnata geeniparameetrite seoseid CH4 emissiooniga erinevat tüüpi haljaskatustel. Viieteistkümnest kogutud pinnaseproovist eraldati DNA ja määrati reaalaja PCR meetodil arhede ja bakterite spetsiifiliste 16S rRNA ja metanogeenide (mcrA) ja metanotroofide (pmoA) markergeenide arvukused. Töö tulemustest selgus, et erinev haljaskatuse tüüp ei mõjutanud statistiliselt oluliselt geenikoopiate arvukusi, kuigi mõnevõrra oli metanotroofe enam mullapõhistel katustel ning oli näha tendentsi, et metanotroofide osakaalu suurenedes seoti ka enam CH4. Samuti on mullapõhistel katustel kõrgem niiskusesisaldus, mis võib suurendada mikrobioloogilist aktiivsust ja tõsta CH4 sidumise võimekust. Samuti võib mullapõhiste katuste CH4 sidumisvõimet seostada madala mulla pH-ga, mis tõi kaasa väiksema arhede hulga kasvusubstraadis ning kõrge mulla magneesiumisisaldusega, mis on vajalik element bakterite, sh metanotroofide, jagunemisel. Ka mulla orgaanilise aine sisaldus ja süsiniku-, lämmastiku- ja fosforisisaldus mõjutasid positiivselt metanotroofide arvukust haljaskatustel. Kergkruusapõhiste katuste kõrgem väävlisisaldus tingis kõrgema arhede geenikoopiate arvukuse. Kuigi metanogeene oli haljaskatuste muldades liiga vähe, et neid reaalaja PCR-i abil tuvastada, võib eeldada, et neid seal siiski leidub ning sobivatel tingimustel võivad nad ka aktiivsed olla.
Microbial and environmental factors affecting the nitrate removal efficiency from water in bioelectrochemical systems
(2023-07-07) Gadegaonkar, Sharvari Sunil; Mander, Ülo, juhendaja; Espenberg, Mikk, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Suur osa maapiirkondade veekogude ja põhjavee reostusest pärineb põllumajandusest. Üheks peamiseks probleemiks on üleväetamisest ja lämmastiku kadudest tingitud kõrge nitraadisisaldus vees, mis paljudes kohtades ületab EL kehtestatud piirnorme, tehes selle vee tarbimise tervisele ohtlikuks. Seetõttu on oluline leida viise selle ülemääraselt saastunud vee puhastamiseks. Tänu keerulisele tsüklile ja erinõuetele on nitraadi (NO3–) eemaldamine veest kallis ning energiamahukas. Seetõttu pakuvad bioelektrokeemilised süsteemid (BES) erilist huvi, kuna varasematest uuringutest on selgunud nende kõrge potentsiaal NO3– edukaks töötlemiseks ja veest täielikuks eemaldamiseks. BES efektiivsus NO3– eemaldamisel sõltub mikroobide aktiivsusest ja ehkki BES-i disaini on uuritud, on teadmised mikrobioomi rolli kohta endiselt piiratud. See uuring keskendus NO3– eemaldamise võimalustele ja analüüsis peamisi mikroobseid protsesse, mis vastutavad NO3– transformatsiooni eest kahte tüüpi BES-is – mikroobses elektrokeemilises snorkelsüsteemis (MES) ja ühekambrilises madala süsinikusisaldusega mikroobses elektrosünteesi reaktoris (MESR). Käesolev uuring keskendus mikroobidele ja nendega seotud protsessidele, mis reguleerivad NO3– ärastamist veest. Analüüsiti ka keskkonnategurite ja süsteemi töörežiimide mõju leidmaks optimaalset disaini nitraadi eemaldamiseks BES-is. Käesolev uuring kinnitab, et BES toetab mikroobseid protsesse, mis suudavad edukalt NO3– veest edukalt eemaldada, kasutamata seejuures tavaliselt NO3– eemaldamiseks vajalikku süsinikku. Uuringust selgus, et BES-i mikrobioomi struktuur on dünaamiline, nihkudes vastavalt NO3– kontsentratsioonidele ja muudele substraatidele BES-is. Olulise tulemusena võib esile tuua, et BES-i saab kasutada NO3 täielikuks eemaldamiseks ilma ohtliku kasvuhoonegaas ja stratosfääri osoonikihi hävitaja naerugaas (N2O) tekketa. BES aitab kaasa ka mikroobsetele protsessidele, mis võivad soodustada lämmastiku eemaldamist kõrgema saastekoormusega reoveest.
Nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooni protsesside määramine reaalaja PCR-i ja isotoopanalüüsi meetoditega kuivendatud ja üleujutatud kõdusoometsades
(Tartu Ülikool, 2021) Kuusemets, Laura; Espenberg, Mikk, juhendaja; Mander, Ülo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Dilämmastikoksiid ehk naerugaas (N2O) on ohtlik kasvuhoonegaas, mille kõige olulisemad voogude allikad mullast on nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooni protsess. Käesoleva bakalaureusetöö eesmärk oli uurida kõdusoometsades kuivenduse ja üleujutuse mõju erinevatele lämmastikuringe protsessidele ja N2O emissioonile kasutades molekulaarseid ja isotoopanalüüsi meetodeid. Käesolevas töös läbiviidud kuivendamise ja üleujutamise eksperiment toimus jänesekapsa-kõdusoo kasvukohatüüpi kõdusoometsas Eestis. Reaal-aja polümeraasi ahelreaktsiooni (qPCR) kasutati mullaproovidest bakterite ja arhede 16S rRNA, nitrifikatsiooni (bakterite ja arhede amoA) ja denitrifikatsiooni (nirK, nirS, nosZ I ja nosZII) geenikoopiate arvukuse määramiseks. Lisaks mõõdeti mulla ja gaasi isotoopset koosseisu ning N2O emissiooni. Töö tulemused näitasid, et erinev hüdroloogiline režiim mõjutab nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooni protsesse. Kuivendatud aladel määrab N2O vooge nitrifikatsiooni protsess ja üleujutatud aladel denitrifikatsiooni protsess. Suurimad N2O emissioonide kontsentratsioonid tulenesid kuivendatud aladelt nitrifitseerijate denitrifikatsioonil ammoniaaki oksüdeerivate bakterite vahendusel.