Kierownik prof. dr hab. Zofia Stępniewska, prof. zw.

dr Artur Banach, asystent 
dr Katarzyna Banach, asystent 
mgr Jakub Ciepielski, asystent
dr Paweł Misztal, asystent - urlop do 30.09.2012
dr Anna Szafranek-Nakonieczna, adiunkt
dr Agnieszka Wolińska, adiunkt
dr Anna Pytlak, asystent naukowy
mgr inż. Andrzej Górski, asystent naukowo-techniczny
mgr Anna Sochaczewska, asystent naukowo-techniczny - urlop
mgr Agnieszka Wołoszyn, asystent
mgr Renata Sieńko, asystent naukowo-techniczny
mgr Weronika Goraj, asystent

swiatlowodyKatedra Biochemii i Chemii Środowiska powstała w roku akademickim 1998/1999. Realizuje podstawowe cele naukowe oraz dydaktyczne w zakresie biochemicznych i chemicznych przemian mających zastosowanie w szeroko pojętej ochronie środowiska.
Tematyka badawcza koncentruje się na zagadnieniach związanych z wpływem tlenu cząsteczkowego w continuum gleba-roślina-atmosfera na te procesy, których przebieg warunkowany jest dostępnością tlenu w sposób bezpośredni bądź pośredni. Tlen, będący końcowym akceptorem elektronów na drodze przemian oksydoredukcyjnych, odgrywa zasadniczą rolę w życiu makro- i mikroorganizmów, jak również w biochemicznych i chemicznych procesach zachodzących w środowisku. W następstwie prowadzonych badań wyłoniła się potrzeba wyodrębnienia jako oddzielnej dyscypliny nauki o roli tlenu w środowisku – „oksygenologii”.

Działalność naukowa Katedry skupia się na powiązaniu procesów respiracji i rozkładu stężenia tlenu, jego dostępności i pobierania oraz transportu w utworze glebowym, będącym najbardziej aktywną częścią skorupy ziemskiej. Pomiary fizykochemiczne, jak mikrodyfuzja tlenu, potencjał wody glebowej czy stan oksydoredukcyjny łączone są z oznaczeniami biochemicznymi, takimi jak aktywność enzymów, tempo denitryfikacji czy metanogenezy i metanotrofii. Ograniczone natlenienie środowiska glebowego i wodnego wpływa bezpośrednio na powiększenie efektu szklarniowego poprzez formowanie się gazów o dużej zdolności radiacyjnej, takich jak metan czy ditlenek azotu, które obok dwutlenku węgla wpływają na wzrost temperatury Ziemi. Wobec tego identyfikacja źródeł emisji gazów cieplarnianych, a także przeprowadzenie ich bilansu i monitoringu z siedlisk naturalnych oraz z terenów poddanych wpływom antropogenicznym, stanowi istotny przedmiot zainteresowań. Obiektami badań są zwłaszcza jeziora i torfowiska znajdujące się na terenie Poleskiego Parku Narodowego i w jego otulinie, oraz poddawane kolejnym zalewom tereny położone w rejonie Małopolskiego Przełomu Wisły.

Skutki ograniczonego natlenienia rizosfery i wywołana niedotlenieniem reakcja obronna roślin, znajduje uzasadnienie w badaniach transportu wewnętrznego tlenu, wymiany gazowej oraz morfologii i architektury korzeni. Badaniom podlega również łańcuch przemian, spowodowany przejściem – w warunkach ograniczonego natlenienia – od normoksji poprzez hypoksję do anoksji, weryfikowany na przykładzie wielu roślin testowych.
Zagadnienia ograniczenia eutrofizacji wód prowadziły do aktywnego wykorzystania filtru glebowego w celu oczyszczania wód ściekowych z form biogennych oraz metali ciężkich. W badaniach fitoremediacji wykazano aktywny udział niektórych roślin, np. Azolla spp. w natlenieniu podłoży i efektywnym usuwaniu z roztworów metali ciężkich, takich jak: Cd, Hg, Pb, Cr i innych.

W ostatnim czasie pracownicy Katedry dużo uwagi poświęcili bakteriom metanotroficznym, które pełnią wyjątkową rolę w ograniczaniu zagrożenia metanowego w kopalniach i w zmniejszaniu emisji metanu do atmosfery ze źródeł antropogenicznych. Źródłami takimi są np. wysypiska śmieci, gdzie zachodzi samoistna produkcja biogazu, który nie jest eksploatowany. Ponadto w wyniku badań nad skałami przywęglowymi z Kopalni Węgla Lubelskiego i Śląskiego Zagłębia wykryto i zidentyfikowano bakterie metanotroficzne tam bytujące oraz określono ich wymagania środowiskowe.

Wiele uwagi w działalności naukowej Katedry poświęca się przemianom pestycydów i ich metabolitów w różnych warunkach aeracyjnych środowiska glebowego. Przy użyciu czułych technik analitycznych, na aparaturze będącej w wyposażeniu Katedry, można oznaczyć ich stężenia nawet na poziomie miliardowych części grama. Od niedawna prowadzone są również eksperymenty fotochemiczne z udziałem światłowodów, których zastosowanie w praktyce może przynieść nowe, pożyteczne rozwiązania.

Pracownicy Katedry realizują zajęcia dydaktyczne (wykłady i ćwiczenia laboratoryjne) z oksygenologii środowiskowej, chemii analitycznej, chemii organicznej, gleboznawstwa oraz monitoringu środowiska. Prace magisterskie wykonywane są w ramach badań prowadzonych przy realizacji projektów badawczych. Część pomiarów wykonywanych jest w warunkach in situ, co sprzyja weryfikacji wyników badań wykonanych w laboratorium, a liczne wyjazdy terenowe umożliwiają pobranie materiałów środowiskowych.

Katedra prowadzi aktywną współpracę z wiodącymi ośrodkami naukowymi na świecie takimi jak: Radboud Universiteit Nijmegen (Holandia), Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (Niemcy), Russian Academy of Sciences (Rosja). Jej owocami są wymiany studentów i pracowników oraz pisane prace doktorskie.

Realizowane obecnie i wykonane dotychczas projekty badawcze obejmują:

  • Rozpoznanie barier biogeochemicznych podczas rekonstrukcji mokradeł w rejonie rzeki Chodelki [KN i INF, PO4G 113 29, 2005-2007].
  • Plant responses to dynamic hydrological conditions [Odpowiedź roślin na dynamiczne warunki hydrologiczne, Holandia, Nijmegen KUL-RUN 2003-2008].
  • Biogeochemical constraints for combined water retention and nature development in Małopolski Przełom Wisły floodplains [Biogeochemiczne bariery na obszarze zalewowym w rejonie Małopolskiego Przełomu Wisły w działaniach połączonych w celu powiększenia retencji wodnej zgodnie z naturą, Holandia, Nijmegen KUL-RUN 2003-2008].
  • Zbadanie zdolności metanotroficznej skały płonnej, towarzyszącej pokładom węgla kamiennego, w celu ograniczenia emisji metanu w nadkładach odpadów komunalnych [KBN PO4G 040 20, 2001-2003].
  • Bioakumulucja metali ciężkich ze ścieków miejskich z udziałem Azolla caroliniana, [projekt Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Lublinie, 2002].
  • Wpływ warunków aeracyjnych gleby na degradację i mobilność wybranych fosfoorganicznych połączeń, [KBN nr 6 PO6B 01320, 2001-2002].
  • Wpływ poziomu azotanów i temperatury na emisję N2O z wybranych gleb Polski, [KBN nr 6 P04G 075 19, 2000-2001].
  • Doczyszczanie ścieków miejskich z biogenów z zastosowaniem paprotki wodnej Azolla caroliniana, [projekt Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Lublinie 2001].
  • Uruchamianie chromu w glebach o zróżnicowanej zawartości materii organicznej, azotanów, tlenków manganu i żelaza – badania modelowe, [KBN nr PO4G 065 17, 1999-2000].

Uzyskane wyniki publikowane są w czasopismach o obiegu krajowym i międzynarodowym, oraz prezentowane na licznych konferencjach. Do najnowszych publikacji należą:

  • Stępniewski W., Stępniewska Z., Bennicelli R., Gliński J., (2005): Oxygenology in outline. EU 5th Framework Program QLAM-2001000428. 1-121.
  • Stępniewski W., Stępniewska Z, Bennicelli R.,Gliński J.,(2005): Oxygenology in outline. EU 5th Framework Program QLAM-2001000428. 1-121.
  • Bennicelli R., Stępniewska Z., Banach A., Szajnocha K., Ostrowski J. (2004): The ability of Azolla caroliniana to remove heavy metals Hg (II), Cr (III), Cr (VI) from municipal waste water. Chemosphera 55, 141-146.
  • Stępniewska Z., Bucior K., Bennicelli R.P. (2004): The effects of MnO2 on sorption and oxidation of Cr (III) by soils Geoderma 122, 291-296.
  • Samborska A, Stepniewska Z., Stepniewski W. (2004): Influence of different oxidation states of chromium (VI, III) on soil urease activity. Geoderma, 122, 317-322.
  • Stepniewska Z, Kotowska U. (2004): Detoxification of pollutants from municipal waste water using ogranic soil as a biofilter. In: New Horizons in Biotechnology. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht/Boston/London, 24, 267-270.
  • Stępniewska Z., Bucior K. (2001): Chromium contamination of soils, waters, and plants in the vicinity of a tannery waste lagoon. Environmental Geochemistry and Health 23, 241-145.
kbch_400


Na zdjęciu od lewej: mgr Agnieszka Wolińska, mgr Anna Szafranek-Nakonieczna, prof. dr hab. Zofia Stępniewska – kierownik katedry, dr hab. Riccardo Paolo Bennicelli - prof. KUL, mgr Anna Sochaczewska, mgr Magdalena Iwańczyk, mgr Paweł Misztal, mgr Katarzyna Banach, dr Agnieszka Szmagara, mgr Artur Banach

kbch2

Magistrantki Dorota Ryło i Anna Romaszko podczas analiz aktywności metanotroficznej osadów dennych pobranych z jezior Poleskiego Parku Narodowego z wykorzystaniem chromatografu gazowego Varian