A DNA tracer used in column tests for hydrogeology applications

Abstract

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Hydraulic contacts identification in the aquifers of limestone ridges: tracer tests in the Montelago pilot area (Central Apennines)

“…La molecola di DNA usata è una molecola a singolo filamento costituita da 72 nucleotidi, precedentemente descritta da Aquilanti et al (2013). È stata sintetizzata, purificata mediante high performance liquid chromatography (HPLC) e inviata in forma liofilizzata con una resa finale pari a circa 1017 molecole.…”

“…È stata sintetizzata, purificata mediante high performance liquid chromatography (HPLC) e inviata in forma liofilizzata con una resa finale pari a circa 1017 molecole. La rilevazione e quantificazione del tracciante sintetico è stata effettuata mediante PCR quantitativa (qPCR), come descritto da Aquilanti et al (2013). La fluoresceina sodica è un tracciante fluorescente molto usato in idrogeologia e idrologia per la sua alta solubilità, il facile impiego ed un limite di rilevabilità vicino a 2x10 -6 mg/L con i comuni strumenti da laboratorio.…”

“…Vengono presentati sinteticamente i risultati di 5 campagne di misura effettuate tra il 2011 e il 2016 mediante utilizzo di traccianti biologici (molecole di DNA sintetico) e fluorescenti (fluoresceina sodica e Tinopal CBS-X); i dati delle campagne di misura del 2011 e del 2016 e, in parte del 2012 sono ad oggi inediti. Le proprietà dei traccianti fluorescenti ed elettrolitici sono note da tempo in letteratura (Field 2003;Leibundgut et al 2009;Tazioli and Palpacelli 2013), mentre per quanto riguarda le molecole di DNA sono state usate in alcuni lavori in campo idrologico e idrogeologico quali-quantitativo da Sabir et al (1999), Aquilanti et al (2013Aquilanti et al ( , 2016. Da questi ultimi studi è risultato che le molecole di DNA sono in grado di tracciare il flusso delle acque sotterranee negli acquiferi carbonatici, hanno il grande vantaggio di essere rilevabili anche a bassissime concentrazioni, oltre a non indurre un significativo cambiamento nella densità e viscosità dell'acqua e non essere pericolose per l'ambiente; alcuni svantaggi nel loro uso risiedono invece in un tempo di vita limitato della molecola (poco più di un mese) e nel suo comportamento idrodinamico, legato alla sua non solubilità in acqua e quindi maggiormente orientato verso un comportamento idrodispersivo puro (Ptak et al 2004, Aquilanti et al 2016.…”

Evaluation of subsurface microbial transport using microbial indicators, surrogates and tracers

“…Since synthetic DNA are not derived from the genome of any organism, they do not have genetic functionality thus are environmentally safe (Sharma et al, 2012). DNA tracers have been successfully applied in field tracing studies in fractured rock aquifers (Colleuille and Kitterod, 1998;Sabir et al, 2000), alluvial sand and gravel aquifers (Sabir et al, 1999;Ptak et al, 2004), karst groundwater systems (Aquilanti et al, 2013;Bovolin et al, 2014) and surface streams (Foppen et al, 2011;Foppen et al, 2013). However DNA tracers are susceptible to microbial activity, light, temperature and chemicals and can adsorb to subsurface media (Ptak et al, 2004).…”

“…However DNA tracers are susceptible to microbial activity, light, temperature and chemicals and can adsorb to subsurface media (Ptak et al, 2004). Thus DNA tracers are more suitable in tacking fast-flow groundwater in karst systems (Aquilanti et al, 2013;Bovolin et al, 2014), fractured rocks and sandy gravel aquifers (Sabir et al, 2000).…”