BIO233 Eksperimentell miljømikrobiologi

Emnet er et tilbud for studenter innen fagområdene mikrobiologi, mikrobiell økologi, miljømikrobiologi, næringsmiddelmikrobiologi, human- og veterinærmikrobiologi. Emnet vil i hovedsak dekke FN sitt bærekraftsmål Rent vann og gode sanitærforhold (nummer 6) og Livet i havet (nummer 14).

Vann er en avgjørende ressurs for alt liv på jorden. Det er derfor viktig å forvalte vannressursene på en bærekraftig måte, for å sikre at vi har tilstrekkelig rent vann til å møte våre daglige behov og for å opprettholde livet i økosystemene. I dette emnet vil vi fokusere på mikrobiologiske problemstillinger knyttet til vann og avløpssystemer:

• Vi vil først se på drikkevann og drikkevannsrensing. Dette vil omfatte studier av mikrobiologiske forurensninger som kan være til stede i drikkevannet og hvilke metoder som kan brukes for å fjerne disse forurensningene. Vi vil også se på hvordan mikrobiologi kan brukes til å overvåke kvaliteten på drikkevannet.
• Vi vil undersøke hvordan forurensing påvirker livet i havet, og vi vil fokusere spesielt på problemstillinger knyttet til Oslofjorden. Dette skyldes at Oslofjorden er under sterkt forurensningspress, og det pågår en innsats for å gjenopprette livet i fjorden. Mikrobiologi kan spille en avgjørende rolle i dette arbeidet.
• Til slutt vil vi se på hvordan mikroorganismer kan brukes til å rense kloakk. Mikroorganismer kan blant annet brukes til å bryte ned organisk materiale og til å fjerne reaktivt nitrogen (f. eks. ammonium og nitrat) som ellers ville ført til eutrofiering ved utslipp i naturlige vannsystemer.

Gjennom dette kurset vil du få en bedre forståelse av mikrobiologiske problemstillinger knyttet til vann og avløpssystemer og hvordan mikroorganismer kan brukes til å ivareta helsen til samfunnet og økosystemene.

FORELESNINGER: Emnet presenterer betydningen av mikroorganismer i miljøet. Spesiell oppmerksomhet vil bli rettet mot mikroorganismer som finnes i vann, og deres betydning. Vann er avgjørende for livet på jorden, der mikroorganismene spiller en hovedrolle. Temaer:

• mikroorganismer i havet og deres innvirkning på klima og globale prosesser på jorden,
• mikroorganismer i ferskvann, med spesielt fokus på bruk av ferskvann som drikkevann,
• og problemstillinger knyttet til biologisk rensing av avfallsvann.

Samlet sett vil forelesningene gi en grundig innføring i betydningen av mikroorganismer i miljøet, spesielt i vann. Studentene vil få en dypere forståelse av hvordan mikroorganismer påvirker miljøet og hvordan de kan brukes til å beskytte og bevare vannressurser.

LABORATORIEØVELSER: Laboratorieøvelsene i dette emnet gir studentene praktisk erfaring med de tre hovedtemaene knyttet til vann: mikrobiologiske problemstillinger knyttet til rensing av drikkevann, miljøpåvirkning av forurensing i havet, samt biologisk rensing av nitrogen i avfallsvann. For det første temaet vil studentene få erfaring med rensing av drikkevann ved å undersøke prosessene ved Oppegård vannrenseanlegg. Dette vil inkludere mikrobiologisk testing for å vurdere kvaliteten på drikkevannet, og observasjon av ulike trinn i rensingsprosessen for å forstå hvordan vannet blir renset og desinfisert. Det andre temaet vil sette søkelyset på på hvordan forurensing påvirker miljøet i havet. Her vil studentene vil undersøke prosesser knyttet til Oslofjorden. Dette vil inkludere prøvetaking og testing av vannprøver, samt observasjon av hvordan forurensing kan påvirke livet i havet. Det siste temaet vil omhandle biologisk fjerning av nitrogen i avfallsvann, og studentene vil undersøke prosessene knyttet til nitrogenrenseanlegget ved Nordre Follo Renseanlegg. Dette vil inkludere testing av vannprøver for å måle nivået av nitrogen, samt observasjon av hvordan bakterier og andre mikroorganismer brukes til å bryte ned og fjerne nitrogenforurensing fra avfallsvann.

METODER: Metodene som skal brukes i kurset inkluderer bakteriedyrking og mikroskopi/fluorescensmikroskopi. I tillegg vil studentene lære DNA rensing, PCR/kvantitativ PCR, samt beskrivelse av bakteriesamfunn ved bruk av nanopore sekvensering. Vi vil også bruke proteom-analyser for å undersøke funksjonen til bakteriesamfunn. Studentene vil lære å bruke bioinformatiske verktøy i R for å studere bakteriesamfunn. Til slutt vil det bli gitt en innføring i teknikker for å måle gasskinetikk knyttet til klimagasser og kloakkrensing. Dette vil gi studentene en forståelse av hvordan ulike teknikker kan brukes til å måle miljømessige parametere, og hvordan dette kan hjelpe oss med å forstå og redusere vår påvirkning på miljøet.

RAPPORTERING: I dette kurset vil det bli lagt vekt på at rapportering av resultatene fra laboratorieøvelsene gjøres på en vitenskapelig måte. Studentene skal levere tre rapporter, en for hver av hovedtemaene i laboratorieøvelsene. De vil få en grundig innføring i hvordan skrive rapporter i et vitenskapelig format. Rapportene vil gi studentene mulighet til å vise sin forståelse for anvendelsen av de ulike metodene som er brukt i laboratorieøvelsene. Arbeidet vil også gi studentene mulighet til å frembringe ny kunnskap. Individuelle kommentarer og vurderinger vil bli gitt for hver rapport, slik at studentene får feedback på hvordan de kan forbedre sine skriveferdigheter og sin forståelse av emnet. Å skrive vitenskapelige rapporter er en viktig ferdighet for alle som jobber i naturvitenskapelige fagfelt.

KUNNSKAPER:

I dette emnet vil studentene få innsikt i beskrivelsen og betydningen av mikroorganismer i viktige miljøer, som drikkevann, havet og avløpsvann. De vil også lære om økologiske prinsipper og bruken av mikroorganismer i vannrensing og miljøovervåkning.

FERDIGHETER:

Studentene vil lære

• ulike metoder for å dyrke og beskrive mikroorganismesammensetninger,
• om egenskapene til mikroorganismer
• teknikker for å undersøke sentrale mikrobiologiske prosesser.

De vil kunne gjennomføre forberedelser, teknikker og analyser som kreves i emnet, og være i stand til å bruke instrumenter og utstyr som benyttes.

GENERELL KOMPETANSE:

Det vil bli lagt spesiell vekt på å lære studentene hvordan tradisjonelle, dyrkningsbaserte teknikker kan kombineres med moderne DNA-teknikker for å beskrive et mikrobesamfunn. Studentene vil også lære hvordan de skal skrive vitenskapelige rapporter basert på eksperimentelle data, og reflektere kritisk rundt gjeldende teorier.