Minden biológiai szennyvíztisztítónak saját mikrobiológiai „ujjlenyomata" van?

Kívülről tartályokat, csöveket, levegőztetést és műszaki berendezéseket látunk. A tisztítás egyik legfontosabb szereplője azonban szabad szemmel gyakorlatilag láthatatlan: a mikroorganizmusok közössége.

Baktériumok és más mikroorganizmusok sokasága használja fel, bontja le és alakítja át a szennyvízben található anyagokat. A technika teremti meg ehhez a körülményeket — de a biológiai munka jelentős részét ez az élő közösség végzi.

Erre nincs egyetlen szám. A mikrobiális világ jelentős részét még ma sem ismerjük, és fontos különbség van baktériumfaj és baktériumtörzs között is.

Jól érzékelteti azonban a nagyságrendet a BacDive, a világ legnagyobb, baktériumtörzsekről standardizált információkat gyűjtő adatbázisa: jelenleg több mint 102 000 baktériumtörzsről tartalmaz adatokat, amelyek több mint 22 000 fajhoz tartoznak.

Ez nem azt jelenti, hogy ennyi baktérium létezik a világon — csak azt, hogy ennyi törzsről áll rendelkezésre olyan adat, amely bekerült ebbe az adatbázisba. A természet tényleges mikrobiális változatossága ennél sokkal nagyobb.

Már ez a szám is jól mutatja, miért félrevezető úgy beszélni „a baktériumokról", mintha egyetlen, mindenhol ugyanúgy működő élőlényről lenne szó. Még ugyanazon faj különböző törzsei között is lehetnek lényeges élettani és anyagcserebeli különbségek.

Egy jól működő biológiai szennyvíztisztítóban nem egyetlen faj végzi a tisztítást. Összetett mikrobiális közösség dolgozik benne, amelynek tagjai különböző feladatokat végeznek, eltérő körülményeket kedvelnek, egymással együttműködnek vagy éppen versenyeznek a tápanyagokért.

Egy nagyszabású nemzetközi kutatás mintegy 1200 eleveniszapmintát vizsgált 269 szennyvíztisztító telepről, 23 országból és 6 kontinensről. A kutatók rendkívüli bakteriális változatosságot találtak: mindössze 28 olyan alapvető bakteriális csoportot azonosítottak, amelyek a világ különböző eleveniszap-rendszereinek közös magjához tartoztak. (Nature Microbiology)

Vagyis van valamiféle közös mikrobiológiai alap, de az egyes rendszerek teljes élő közössége ennél jóval változatosabb.

Egy 2023-ban a Journal of Water Process Engineering folyóiratban megjelent japán kutatás 15, valóban működő, családi házak szennyvizét kezelő kis biológiai rendszert vizsgált. A berendezések ugyanazon alapvető technológiai elvre épültek, mégis eltérő tisztítási teljesítményt mutattak. A jobb teljesítményű rendszerekben nagyobb mennyiségű és aktívabb mikrobiológiai közösséget találtak.

Ez egy nagyon fontos különbség: nem elég, hogy „van benne baktérium" — jól működő biológiai közösségre van szükség.

A japán kutatásban vizsgált berendezések hordozófelületes, biofilmes rendszerek voltak, tehát nem A.B. Clear berendezéseket és nem eleveniszapos technológiát vizsgáltak. Az általános tanulság azonban számunkra is érdekes: a biológiai közösség állapota és aktivitása összefügg a tisztítás teljesítményével.

Részben attól, mi érkezik a szennyvíztisztítóba. A befolyó szennyvíz összetétele a kutatások szerint az eleveniszap mikrobiális közösségét alakító fontos tényezők egyike.

A szennyvízzel ráadásul folyamatosan mikroorganizmusok is érkeznek a tisztítóba, és ezek egy része hozzájárulhat a később kialakuló eleveniszap-közösséghez. De ami bekerül, az nem feltétlenül telepszik meg: a környezet szelektál. Azok a mikroorganizmusok kerülnek előnybe, amelyek számára megfelelőek az adott rendszerben kialakult körülmények.

Gondoljunk bele, mi minden érkezik nap mint nap ugyanabba a szennyvíztisztítóba:

• a WC-ből származó szennyvíz és az ott élő emberektől származó mikroorganizmusok,
• a zuhany és a mosdó vize,
• szerves anyagok,
• a konyhából érkező anyagok,
• kozmetikumok,
• mosó- és tisztítószerek,
• gyógyszermaradványok,
• és mindaz, ami az adott háztartás mindennapi életéből a szennyvízbe kerül.

Maga az emberi mikrobiom is személyenként különbözik, az együtt élő emberek mikrobiális közösségei között pedig a kutatások szerint kimutathatók közös vonások. Ezért egy négytagú család nem feltétlenül pontosan ugyanolyan mikrobiológiai és kémiai „alapanyagot" küld a szennyvíztisztítójába, mint egy másik négytagú család.

Ehhez jön még a terhelés, a hőmérséklet, a pH, az oxigénellátás és számos más környezeti tényező — az eleveniszap pedig mindehhez folyamatosan alkalmazkodik.

Hasonlatként igen.

Egy 2024-ben publikált vizsgálatban négy, egymáshoz közeli, azonos technológiai sémával működő és hasonló befolyó szennyvizet fogadó szennyvíztisztító telepet követtek nyolc hónapon keresztül. Ennek ellenére az egyes telepekre jellemző mikrobiális közösségeket találtak — a kutatók maguk is egyedi mikrobiális „signature"-ről, vagyis mikrobiális aláírásról beszéltek. (Applied and Environmental Microbiology)

Ez nem bizonyítja, hogy minden egyes A.B. Clearnek szó szerint megismételhetetlen mikrobiológiai ujjlenyomata van. Azt azonban jól mutatja, hogy azonos technológia mellett sem szükségszerűen azonos a kialakuló mikrobiális közösség. Ezért szeretjük az ujjlenyomat-hasonlatot.

Ezt a kérdést gyakran kapjuk: „Ebből a tisztítószerből mennyit használhatok?" · „Ennyi fertőtlenítő még belefér?" · „Ha egyszer használom, attól még nem lesz baja?"

Egy biológiai rendszer esetében erre nem mindig lehet minden háztartásra érvényes, milliliterben megadott választ adni. Nemcsak az számít, milyen anyagról van szó — számít:

• a koncentrációja,
• a bekerülő mennyiség,
• hogy egyszeri vagy rendszeres terhelésről van-e szó,
• a szennyvíz mennyisége,
• a rendszer aktuális terhelése,
• és a mikrobiológiai közösség aktuális állapota.

Ezért nem feltétlenül ugyanaz történik két biológiai rendszerben ugyanattól a terheléstől. Hogy a hétköznapi háztartási szerekből mi fér bele és mi nem, arról külön lap szól: milyen tisztítószerek használhatók? Azt pedig, hogy a berendezést valósághű terhelésen mérik, a 42 hetes CE-vizsgálat mutatja meg.

Az eleveniszap alkalmazkodó élő rendszer. Ha változnak a körülmények, idővel maga a mikrobiális közösség is változhat: egyes mikroorganizmusoknak kedvezhet az új környezet, mások visszaszorulhatnak.

De az, hogy egy élő rendszer képes alkalmazkodni, nem jelenti azt, hogy mindent korlátlanul elvisel.

Egy nagy koncentrációjú, biológiailag káros anyag, szélsőséges terhelés vagy ismétlődő kedvezőtlen hatás felboríthatja azt az egyensúlyt, amelyben a tisztítást végző mikroorganizmusok megfelelően működnek. Ennek jeleiről a szagokról szóló cikk ír.

Ezért nem érdemes a biológiai szennyvíztisztítót úgy kezelni, mintha egy lefolyó végére szerelt gép lenne, amely bármit automatikusan „eltüntet".

Az A.B. Clear eleveniszapos biológiai szennyvíztisztító. A technológia feladata, hogy megfelelő életkörülményeket teremtsen és tartson fenn annak a mikrobiális közösségnek, amely a tisztítás jelentős részét végzi.

Ezért szeretjük rá azt az egyszerű megfogalmazást: az A.B. Clear a baktériumok kényelmes otthona.

A tudományos kép természetesen ennél jóval összetettebb — de a lényeg benne van. A berendezés biztosítja a szükséges környezetet; a mikroorganizmusok pedig élnek, szaporodnak, versenyeznek, anyagokat alakítanak át, és közben folyamatosan alkalmazkodnak ahhoz a szennyvízhez és azokhoz a körülményekhez, amelyekkel az adott rendszerben találkoznak.

Ezért két A.B. Clear műszakilag lehet ugyanolyan. A benne kialakuló élő közösségnek azonban már saját története van.

És talán éppen ez a biológiai szennyvíztisztítás egyik legérdekesebb tulajdonsága: nem egyszerűen egy gépet működtetünk, hanem megfelelő körülményeket tartunk fenn egy alkalmazkodó élő rendszer számára.

• BacDive — The Bacterial Diversity Metadatabase: több mint 102 000 baktériumtörzs, több mint 22 000 faj.
• Nature Microbiology — mintegy 1200 eleveniszapminta 269 telepről, 23 országból, 6 kontinensről; 28 alapvető bakteriális csoport a közös magban.
• Journal of Water Process Engineering (2023) — 15 működő, családi házas kisberendezés Japánban; hordozófelületes, biofilmes rendszerek.
• Applied and Environmental Microbiology (2024) — négy egymáshoz közeli, azonos sémájú telep nyolc hónapon át; telepenként jellemző mikrobiális aláírás.