Jordforurening, olieforurening af havmiljøet, målinger af miljøfremmede stoffer i dyr og mennesker, avancerede miljøkemiske analyser, bioteknologisk jordrensning, bakteriesex, forskning i risici af nanopartikler, og mikrobiologiske bekæmpelsesmidler.
Er du interesseret i jordforurening, olieforurening af havmiljøet, målinger af miljøfremmede stoffer i dyr og mennesker, og avancerede miljøkemiske analyser? Eller synes du det kunne være spændende at arbejde med bioteknologisk jordrensning, forskning i risici af nanomaterialer, mikrobiologiske bekæmpelsesmidler og bakterier i Arktis?
Hvis ja, så er Afdeling for Miljøkemi & Mikrobiologi ved Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet stedet for dig.
I afdelingen arbejder vi for at løse problemer i miljøet som opstår ved produktion og anvendelse af kemikalier, mikroorganismer og genetisk modificerede organismer. Afdelingen er derfor specialiseret i at karakterisere og vurdere kemikaliers og mikroorganismers påvirkning af miljøet.
I de kommende år vil vi styrke den faglige profil gennem en særlig prioritering af forskningen indenfor to områder: 1) Miljømæssig og human eksponering til kemiske stoffer og 2) Miljøets betydning for forekomst, udvikling og spredning af infektionssygdomme hos dyr og mennesker.
Vi anvender og udvikler avancerede kemiske analysemetoder til at vurdere fordeling, skæbne, tilgængelighed og kilder af organiske forureninger og en lang række mikrobiologiske og molekylærbiologiske teknikker til at detektere gener og bakterier, og til at beskrive den mikrobiologiske diversitet og de mikrobielle processer.
Du kan finde flere oplysninger om os og vores afdeling på dette link: Miljøkemi & Mikrobiologi
Vi tilstræber, at dit speciale kommer til at indgå som en aktiv del af et allerede eksisterende forskningsprojekt/projektgruppe. Synes du nogle af de nedenfor beskrevne projekter lyder spændende, og har du lyst til at høre nærmere, så er du meget velkommen til at kontakte den ansvarlige projektleder.
Har du selv ideer til et projekt indenfor vores forskningsområde er du selvfølgelig også meget velkommen til at kontakte os. Se afdelingens medarbejdere og en liste over igangværende projekter .
I øjeblikket kan vi tilbyde dig specialeprojekter indenfor følgende emner:
Kulstofbaserede nanomaterialers skæbne i miljøet
Nanoteknologien udvikler nye nanoformulerede materialer i stadigt stigende tempo og forbrugerne kan allerede nu en lang række købe produkter, der indeholder nanomaterialer. Det spændende ved nanomaterialer er bl.a., at de har nye egenskaber netop fordi de formuleres i nanoskala (1-100 nm). Fx har kulstof i almindelig formulering (>100 nm) helt andre fysisk-kemiske egenskaber sammenlignet med et nano-rør lavet af kulstof. Nanomaterialers reaktivitet er ofte stærkt forøget pga. det høje overflade-rumfang forhold. De nye egenskaber betyder samtidig, at vi mangler viden om hvordan nanomaterialer opfører sig i miljøet, hvilke toksiske virkninger de eventuelt har, om de akkumuleres i dyr osv.
Det aktuelle projekt skal forsøge at klarlægge om kulstofbaserede nanomaterialer, fullerener og nanorør, nedbrydes i miljøet – eller forbliver intakte med gradvis akkumulering til følge. Flere nedbrydningsforløb kan tænkes: fx biologisk (enzymatisk), mekanisk, fotolytisk eller ozonolytisk – vi ved praktisk taget intet om denne problematik.
Eksperimentelt vil der blive tale om laboratorieforsøg, hvor C60-fullerener og kulstof-nanorør udsættes for behandlinger med bl.a. ozon og UV-lys, svarende til de processer vi forventer der vil modificere nanomaterialerne i miljøet. Efterfølgende inkuberes de modificerede nanomaterialer med mikroorganismer for at se, om de kan omsættes enzymatisk. Der vil blive tale om mikrobielle konsortier såvel som renkulturer, herunder specielt vednedbrydende svampe, der er i stand til at omsætte tungt nedbrydelige kulstofsubstrater. Omsætningen af nanomaterialerne måles ved at følge væksten af mikroorganismerne og deres respirationsprodukter og sammenligne med passende kontroller. Samtidig vil koncentrationen af nanomaterialerne blive søgt målt gennem inkubationsforløbet for at få et direkte mål for deres omsætning. Vi har et samarbejde med en amerikansk partner der kan levere 14C-mærkede nanorør, hvilket muliggør en meget følsom detektion af nanomaterialerne og deres nedbrydning.
Projektet vil foregå i samarbejde med iNANO ved Aarhus Universitet samt flere indenlandske og udenlandske partnere i Norge og Spanien. Der er også plads til dine egne gode ideer.
Henvendelse til seniorforsker Anders Johansen, ajo@dmu.dk, telefon: 4630 1316
Miljømæssige risici ved eksponering til nanomaterialer
Nanomaterialer anvendes i stigende omfang og miljøets organismer vil uvægerligt blive eksponeret for dem. Foreløbige studier viser en effekt af kulstofbaserede nanomaterialer på bakterier og protozoer. Der er dog grundlag for langt flere studier af mikroorganismernes håndtering af nanomaterialer, såvel enkeltarts-studier som populationsstudier og interaktioner. Henvendelse seniorforsker Anne Winding, aw@dmu.dk, tlf. 4630 1385
Eco-toxicology of silver-based nanomaterials (SNMs) and emergence of antibiotic resistance in pathogenic bacteria
The objective is to study: 1) eco-toxicological aspects of SNMs in microbial communities in soil, and 2) if SNMs facilitate emergence of antibiotic resistance in pathogenic bacteria when used in anti-bacterial therapy. This project may be performed by two partners dealing with objective 1 and 2, respectively.
Silver nanomaterials are widely used as anti-microbial agents in medical applications (e.g. bandages) and in clothes and technical equipment where reduced microbial growth is required. However, via disposal, wear, washing etc., SNM is released to sewage-treatment plants, soil (via sludge application) and aquatic environments. Taken the intrinsic biocidal activity of the SNMs into account, this may devastate the microbial functionality vital for effective treatment of sewage effluents and turnover of organic matter. Medical equipment (e.g. bandages and catheters) is coated with SNM to diminish infection with inflammatory pathogens. It is well known that genes coding for various heavy metals are exchanged both between related and non-related bacteria. These genes are often found on plasmids and linked with genes coding for antibiotics. Hence, there is a risk that increased use of SNM may also increase the presence of multi-resistant pathogens. In the project we study 1) how survival, growth dynamics and genetic and functional diversity of bacterial communities (especially from sewage plants) are affected by SNMs (various formulations and concentrations); 2) if SNM induce the horizontal transfer of silver resistant genes as well as the co-transfer of antibiotic-resistance genes using (non-hazardous) model bacteria and plasmids typically found in medical treatment scenarios.
External advisor: Anders Johansen, PhD, Senior Scientist, Dept. Environmental Chemistry and Microbiology, National Environmental Research Institute in Roskilde.
Internal advisor: Erik Baatrup, lector, PhD, Biologisk Institut. Aarhus Universitet.
Other persons involved at NERI: Niels Kroer, Head of department, PhD, Dept. Environmental Chemistry and Microbiology, National Environmental Research Institute in Roskilde.
Henvendelse til seniorforsker Anders Johansen (ekstern vejleder), DMU, AU
telefon: +45 46301316 eller e-mail: ajo@dmu.dk
Bakteriers betydning for kviksølvkredsløbet i Arktis

Høje koncentrationer af tungmetallet kviksølv er målt i blodet hos en lang række befolkningsgrupper i Arktis. De høje og i mange tilfælde skadelige niveauer skyldes befolkningernes levevis kombineret med, at kviksølv kan opkoncentreres gennem fødekæderne i havet.
Undersøgelser har vist, at mennesker, der hovedsagligt spiser havpattedyr, muslinger og fisk, kan have op til 600 mikrogram (dvs 0,0006 g) methylkviksølv per liter blod. Til sammenligning er kviksølvkoncentrationen hos danskere, der kun spiser lidt fisk, omkring 2 mikrogram per liter. Verdenssunheds-organisationen, WHO, har fastsat en grænse på 20 mikrogram per liter som en acceptabel koncentration i blod. Høje kviksølvniveauer hos mennesker kan have en negativ effekt på deres intellektuelle formåen. I et studium fra Færøerne er der således påvist en negativ sammenhæng mellem stigende kviksølvkoncentration i navlestrengen og børnenes intellektuelle udvikling.
De fleste undersøgelser af kviksølvproblematikken i Arktis har fokuseret på indholdet af kviksølv i arktiske dyr som fisk, sæler, isbjørne og mennesker og på atmosfærisk transport af kviksølv til de arktiske egne.
Undersøgelserne har bl.a. vist, at der hvert forår - når solen står op efter den polare vinternat - sker nogle kemiske reaktioner i atmosfæren som får kviksølvet i luften til at ”falde ned” på sneen og havisen. Hvad der herefter sker med kviksølvet ved man imidlertid stort set intet om. Noget af det afsatte kviksølv bliver tilsyneladende frigivet igen til atmosfæren, mens noget ender i fødekæderne. Man forstår bare ikke hvad og hvordan det sker. Men man har en mistanke om, at bakterier i sneen og isen spiller en vigtig rolle.
Fra undersøgelser fra temperede egne ved man, at nogle bakterier er modstandsdygtige (resistente) overfor kviksølv, dvs. de kan omdanne organisk bundet kviksølv til kviksølv-ioner og/eller luftformigt kviksølv. Andre bakterier kan gøre det modsatte og omdanne kviksølv-ioner til organisk kviksølv. Om bakterier i arktiske områder kan gøre det samme ved man ikke.
Betydningen af bakterier for indbygningen og frigivelsen af kviksølv i de arktiske fødekæder er derfor stort set ubeskrevet. Man ved således ikke hvilke bakterier der eventuelt er tale om, og man kender ikke hastighederne hvormed de kan omdanne kviksølv. Bakterierne er derfor “The Missing Link” i det arktiske kviksølvkredsløb.
Som specialestuderende indenfor dette område vil du afhængigt af projektet få mulighed for at arbejde med molekylærbiologi, immunologi, mikroskopi, og biosensor-bakterier. En tur til det nordøst Grønland kan heller ikke udelukkes!
Henvendelse til forskningschef Niels Kroer, nk@dmu.dk, telefon: 4630 1388
Hexabromocyclododecane (HBCD) in the Greenland environment
HBCD is a high volume chemical mainly used as a flame retardant in textiles, upholstered furniture and building materials. The effect of HBCD is obtained by addition to the polymeric material, in contrast to a chemical reaction, which enhances the risk of HBCD being released to the environment. The proposed project will focus on the bioaccumulation of HBCD in the Greenland environment, for instance the marine food web. The analyses will be based on existing samples and methods, but will also leave room for own ideas and interests. The project will be carried out in cooperation between the departments of Environmental Chemistry & Microbiology, Atmospheric Environment and Arctic Environment.
Please contact Senior Scientist Katrin Vorkamp, kvo@dmu.dk, tel.: 4630 1859
Human eksponering for den bromerede flammehæmmer hexabromocyklododekan, HBCD.
Bromerede flammehæmmere (BFR) bliver bl.a. anvendt i møbelpolstring, byggemateriale og elektronik for at forhindre brand. HBCD er en nyere type BFR og blandt de mest anvendte BFR i EU, hvor der hvert år bruges ca. 10.000 tons. HBCD er mistænkt for at være hormonforstyrrende, men der er endnu ikke mange data for intern human eksponering. Andre BFR er fundet i høje koncentrationer i støv og dette projekt undersøger hypotesen, at støv også er en vigtig eksponeringsvej for HBCD. Analyser er på sporstofniveau og inkludere bl.a. Soxhlet-ekstraktion, søjleoprensning og LC-MS-MS analyse. Hvis det har interesse, vil humane prøver blive forsøgt inddraget, for at undersøge sammenhængen mellem ekstern og intern eksponering. Projektet gennemføres i samarbejde med Afdelingen for Systemanalyse.
Henvendelse til Ph.d. studerende Marie Frederiksen, mafr@dmu.dk, tlf. 4630 1338 eller seniorforsker Katrin Vorkamp, kvo@dmu.dk, tel.: 4630 1859
Brominated flame retardants in plastic materials
Since July 2006, the use of certain flame retardants in electric and electronic devices has been banned, including some polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and polybrominated biphenyls (PBBs), unless no technical substitutions exist. The compliance with this directive will have to be monitored in the future, furthermore, other brominated flame retardants, such as deca-BDE, tetrabromobiphenol A (TBBPA) and hexabromocyclododecane (HBCD) have not been regulated at present. The proposed project aims to develop an analytical method for the detection of these compounds in plastic materials and to screen a variety of plastic materials for the presence of brominated flame retardants. Eventually, combining analytical results with literature information, plastic materials will be assessed as a potential source of exposure to brominated flame retardants. The project will be carried out in cooperation between the NERI departments of Environmental Chemistry & Microbiology and Policy Analysis.
Please contact Senior Scientist Katrin Vorkamp, kvo@dmu.dk, telefon: 4630 1859
Udvikling og optimering af metode til oprensning af PAH´er og andre miljøfremmede stoffer i sediment og biota
Udvikling og optimering af metode til oprensning af PAH´er og andre miljøfremmede stoffer i sediment og biota ved hjælp af accelerated solvent extraction (ASE). I projektet undersøges ekstrationsbetingelser (f.eks. solvent, temperatur, tryk og tid) med henblik på optimering af ekstrationsudbyttet ved oprensning af bl.a. PAH´er og Phthalater i forskellige typer af miljøprøver (f.eks. jord, sediment og biota). Der anvendes såvel spikede prøver som rigtige miljøprøver, og ekstrakterne undersøges ved hjælp af GC-MS.
Henvendelse til seniorforsker Pia Lassen, pla@dmu.dk, telefon: 4630 1304.
Undersøgelse af indholdet af PAHer i snegle indsamlet under Galathea-III togtet
I forbindelse med Galathea-III togtet (2006-2007) er der indsamlet et stort antal prøver af sediment, muslinger og snegle. Hvor sediment og muslinger er de normale prøvetyper, som undersøges for et vurdere miljøbelastningen med bl.a. PAH, anvendes snegle normalt til studier af imposex bl.a. forårsaget af organiske tinforbindelser. I dette projekt måles indholdet af PAHer i snegle, og der sammenlignes med indhold i muslinger for at undersøge eventuelle forskelle og vurdere, om snegle er en anvendelig indikatororganisme for PAHer i lighed med muslinger. Efter homogenisering vil snegleprøverne skulle ekstraheres (fx Soxhlet/ASE), oprenses (fx SPE/membran) og analyseres ved GC-SIM/MS.
Projektet vil blive gennemført i samarbejde mellem Afdeling for Miljøkemi & Mikrobiologi (Pia Lassen), Afdeling for Marin Økologi (Jakob Strand) og et relevante universitetsinstitut.
Henvendelse til seniorforsker Pia Lassen, pla@dmu.dk , telefon: 4630 1304.
Planter og bakterier i miljøets tjeneste
Under denne overskrift undersøges hvorvidt planter og bakterier kan bruges til fjernelse af miljøforureninger, og som indikator for jordforureninger. Enkelte specialeprojekter formuleres efter individuelle ønsker indenfor temaer som:
Disse spørgsmål vejleder vores forskning, og vi forventer at resultaterne i fremtiden vil bidrage til samfundets måde at håndtere problemerne omkring forurenet jord. Specialeprojekterne indeholder typisk problemstillinger i analytisk kemi, mikrobiologi og økotoksikologi.
Henvendelse til seniorforsker Ulrich Bay Gosewinkel, uka@dmu.dk, telefon: 4630 1387

En losseplads bliver forvandlet til en pileskov
Overlevelse og spiringsevne af ukrudtsfrø efter ophold i biogasanlæg
I forbindelse med BioConcens (Biomasse og produktion af bioenergi i økologisk jordbrug) projektet under FØJOIII-programmet søges en hovedfags-studerende til at foretage en undersøgelse af hvordan overlevelse og spiringsdygtighed af ukrudtsfrø påvirkes ved passage i biogasanlæg.
I Danmarks fremtidige energiforsyning vil bioenergi spille en fremtrædende rolle. En betragtelig del af bioenergien formodes at komme fra biogasanlæg ved forgasning af affaldsmaterialer fra planteproduktion og dyrehold. En del af inputmaterialerne kan indeholde ukrudtsfrø, der potentielt vil kunne overleve opholdet i biogasanlægget – måske endda med forøget spiringsrate. I økologisk jordbrug er det et vigtigt princip, at så mange næringsstoffer som muligt fra dyre- og plante-produktionen tilbage føres til jorden. Derfor er det et af BioConcens formål, at undersøge om affaldsmaterialer fra produktion af bioethanol og biogas kan tilbageføres til jorden uden at påvirke jordkvaliteten negativt – samt om der er fare for spredning af dyreparasitter og frø fra ukrudtsplanter. Vækst af ukrudtsplanter er et ressource-krævende problem i økologisk jordbrug, og det er derfor vigtigt, at gødning med biogasaffald ikke bidrager yderligere til jordens pulje af ukrudtsfrø eller medvirker til spredning af nye arter af ukrudt.
I projektet vil formeringsenheder fra et udvalg af relevante ukrudtsplanter blive udsat, for de betingelser der råder i biogasanlæg. Frøene placeres i netposer, der kan genfindes efter ophold i biogasanlægget og deres spiringsevne monitoreres vha. et spiringsassay udviklet på Institut for Jordbrugsvidenskab ved KU-LIFE. De faktorer der formodes at kunne påvirke overlevelse og spiringsevne af ukrudtsfrø er f.eks. temperatur, pH, opholdstid i biogasreaktoren, O2/CO2 koncentrationen og de vil varierer alt efter driften af anlægget.
Forsøgene udføres i samarbejde med en Forskningscenter Risø, der står for driften af biogasenhederne. Der vil være god mulighed for, at du selv sætter dit præg på projektet. Projektet vil foregå som et samarbejde mellem Danmarks Miljøundersøgelser, Københavns Universitet og Forskningscenter Risø. BioConcens er et led i FØJOIII-projektet "Biomasse og produktion af bioenergi i økologisk jordbrug" (BIOCONCENS, se link: http://www.foejo.dk/forskning/foejoiii/bioconcens.html for mere information).)
Henvendelse til seniorforsker Anders Johansen (ekstern vejleder), DMU, AU
telefon: +45 46301316 eller e-mail: ajo@dmu.dk
Mikrobiel diversitet og effekt på jordkvalitet
Den meget høje forekomst og diversitet af encellede organismer i jord har betydning for jordkvaliteten. Projektets formål er at afdække forskelle i genetisk og funktionel diversitet i jordhabitater, der varierer mht. arealanvendelse og geografisk beliggenhed samt standardisere de mikrobielle teknikker.
Henvendelse seniorforsker Anne Winding, aw@dmu.dk, tlf. 4630 1385
Interaktioner mellem protozoer og bakterier
Bakterier er vigtig føde for jordlevende protozoer. Bakterier har forskellige strategier til at overleve eller reducere prædation, f.eks. udskillelse af metabolitter som hæmmer protozoer samt resistente bakteriestadier som kan overleve prædation. Bakteriers produktion af metabolitter er samtidig blandt årsagerne til bakteriers anvendelse som mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler, idet metabolitterne kan hæmme plantepatogener. Nogle bakteriers evne til at overleve protozoers fagocytose kan medvirke til transport af bakterier også på tværs af fjendtlige miljøer. I dette projekt er der mulighed for at undersøge disse interaktioner nærmere med mikrobiologiske, molekylære og kemiske teknikker.
Henvendelse seniorforsker Anne Winding, aw@dmu.dk, tlf. 4630 1385
Bacillus thuringiensis – naturens eget insektbekæmpelsesmiddel
Bacillus thuringiensis er en Gram positiv sporedannende bakterie som er naturligt forekommende overalt i miljøet. For mere end 100 år siden fandt man ud af at bakterien kunne slå visse insekter ihjel. I dag anvendes B. thuringiensis i en række produkter til bekæmpelse af larver af biller, myg og sommerfugle. I Danmark anvendes B. thuringiensis primært til bekæmpelse af sørgemyg i gartnerier, men der anvendes også en del til bekæmpelse af forskellige sommerfugle larver i f. eks. kålafgrøder. En af fordelene ved at anvende B. thuringiensis til insektbekæmpelse er at den enkelte stamme ikke er særlig bredspektret og således i høj grad kan anvendes til målrettet bekæmpelse. Desuden har den insektgiftige aktivitet en meget kort holdbarhed, hvilket er medvirkende til at det er meget sjældent at insekterne udvikler resistens overfor B. thuringiensis.

En kålsommerfugl æder af et kålblad, hvorpå der findes sporer af Bacillis thuringiensis bakterier (Bt). I larvens tarm opløses toksinkrystallet og dræber larven. Samtidig spirer sporerne og nye Bt bakterier opformeres.
Når B. thuringiensis sporulerer dannes der en protein krystal uden for sporen. Dette krystal kan ses ved fase-kontrast mikroskopi, og indeholder proteiner som er giftige for nogle insekt larver. Evnen til at danne disse protein krystaller er kodet på store plasmider, og det er netop denne evne som adskiller B. thuringiensis fra den nærtbeslægtede Bacillus cereus, som især er kendt for at være en relativt mild human pathogen. B. thuringiensis tilhører B. cereus gruppen indenfor slægten Bacillus. De andre arter i denne gruppe er B. mycoides, B. pseudomycoides, B. weihenstephanensis, B. anthracis og B. cereus. Disse seks arter er så tæt beslægtede at mange mener de burde samles til én art, men fordi de seks bakterier hver især har specifikke fænotypiske karakteristika, som ofte er plasmidbundne, vil den nuværende artsopdeling sandsynligvis bibeholdes. Under alle omstændigheder er det en meget divers gruppe af bakterier lige fra B. anthracis som kan slå pattedyr (incl. mennesker) ihjel og B. thuringiensis som anvendes til insektbekæmpelse til B. cereus som kan forårsage mave-tarm infektioner, men som også kan anvendes som et probiotika til behandling af diarré hos dyr og mennesker. Ud over at kunne dræbe insekter ser det ud til at B. thuringiensis, ja måske hele B. cereus gruppen, kan leve i et symbiotisk samspild med invertebrater i deres tarme. Vi har fundet aktive B. thuringiensis i tarmen hos regnorme og stankelben larver uden at disse øjensynligt påvirkes af den grund. Således ser det ud til at B. thuringiensis måske kan have to aktive livsformer, et samliv med nogle invertebrater i deres tarme, og et liv som insekt pathogen hos andre.
Vi har mange B. thuringiensis-relaterede forskningsaktiviteter, som alle dog har en relevans for risikovurdering af B. thuringiensis :
Har du efter at have læst det følgende fået lyst til at arbejde med et speciale projekt med relation til mikrobiologisk bekæmpelse med B. thuringiensis og/eller B. cereus gruppen kan du kontakte:
Seniorforsker Bjarne Munk Hansen, bmh@dmu.dk, telefon: 4630 1374 eller Seniorforsker Niels Bohse Hendriksen, nbh@dmu.dk, telefon: 4630 1372
Forekomst og skæbne af mikroorganismer i atmosfæren.
Man ved godt at der findes luftbårne mikroorganismer. Men hvor kommer de fra, hvor er de på vejen hen, og hvad har de gang i? Måske påvirker de ikke kun planter, dyr og mennesker, men også klimaet…? Disse spørgsmål undersøger vi ved at indsamle mikroorganismer fra forskellige luftlag og at analysere dem i laboratoriet.
Henvendelse: Ulrich Bay Gosewinkel, uka@dmu.dk

Luftprøvetagnings-udstyr sat på en Piper 28