The influence of the Bacillus megaterium bacteria on speciation of phosphorus in the sewage sludge

• Autorzy: Bezak-Mazur E. , Stoińska R. , Szeląg B.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the research was to demonstrate significant differences in the shares of phosphorus speciation forms after dosing sewage sludge with the Bacillus megaterium bacteria. The experiment was conducted throughout the period of seven days. Every day the following parameters were checked: the total count of the mesophilic bacteria, pH value as well as the share of particular speciation forms of phosphorus. On the basis of the research into the number of mesophilic bacteria one may suppose that the Bacillus megaterium bacteria colonized the hygienised sediment effectively and 24 hours after the dosing it was already possible to observe significant changes in the number of these bacteria. The fast colonization of the sediment by the bacteria is also connected with an intensive exudation of organic acids to the environment, which caused a 2.5 unit decrease of the pH value within 24 hours. The pH value did not change significantly in the last three days of the experiment but it was still low and amounted to about 3. This pH value indicates that the environment is strongly acidified, which in turn may influence the dissolving of the hard-to-access phosphorus forms, thus increasing the amount of mobile forms of this element. It was documented that the most significant changes in the shares of the speciation phosphorus forms were observed after 24-hour impact of the bacteria on the sewage sludge. In the following days the change was smaller. The presence of the bacteria caused the exudation of the mobile fraction on the first days of the experiment. The knowledge about the changes in the shares of the phosphorus forms, especially the bioavailable (mobile) ones, is important while using hygienised sediment cultured with microorganisms for environmental purposes.

PL

Celem badań było wykazanie istotnych różnic w udziałach form specjacyjnych fosforu po zaaplikowaniu na osad ściekowy bakterii Bacillus megaterium. Doświadczenie prowadzono przez okres siedmiu dni. Codziennie badano takie parametry jak: ogólną ilość bakterii mezofilnych, pH oraz udział poszczególnych form specjacyjnych fosforu. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić iż bakterie Bacillus megaterium skolonizowały osad higienizowany i już po pierwszej dobie po ich zaaplikowaniu można dostrzec istotne zmiany w ilości tych bakterii. Szybka kolonizacja osadu przez bakterie wiązała się również z intensywnym wydzielaniem kwasów organicznych do środowiska, co spowodowało w ciągu 24h zmniejszenie wartość pH o 2.5 jednostki. W ostatnich trzech dobach doświadczenia pH nie zmieniało się już znacząco ale jego wartość nadal była niska i wynosiła około 3. Taka wartość pH wskazuje, że środowisko jest silnie zakwaszone, co z kolei może wpływać na rozpuszczenie form trudnodostępnych fosforu, zwiększając tym samym ilości form mobilnych tego pierwiastka. Wykazano iż największe zmiany w udziałach form specjacyjnych fosforu zaobserwowano po 24 h działania bakterii na osad ściekowy a w kolejnych dobach były one mniejsze. Obecność bakterii spowodowała wydzielenie frakcji mobilnej w pierwszych dobach eksperymentu. Wiedza na temat zmian w udziałach form tego pierwiastka, zwłaszcza form biodostępnych (mobilnych) jest ważna w przypadku zastosowania osadu higienizowanego szczepionego mikroorganizmami na cele przyrodnicze.

Słowa kluczowe

EN

speciation of phosphorus; Bacillus megaterium; sewage sludge

PL

specjacja fosforu; Bacillus megaterium; osad ściekowy

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 8, no. 4
• Strony: 81--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Bezak-Mazur E.

• The Faculty of Environmental, Geomatic and Energy Engineering, Kielce University of Technology av. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

autor

Stoińska R.

• The Faculty of Environmental, Geomatic and Energy Engineering, Kielce University of Technology av. Tysiąclecia PaństwaPolskiego 7, 25-314 Kielce

autor

Szeląg B.

• The Faculty of Environmental, Geomatic and Energy Engineering, Kielce University of Technology av. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

Bibliografia

• [1] Deb P., Talukdar S.A., Mohsina K., Sarker P.K., Sayem S.M.A.; Production and partial characterization of extracellular amylase enzyme from Bacillus amyloliquefaciens P-001. SpringerPlus., Vol.2, 2013; p.154-166
• [2] Harwood C.R., Cranenburgh R.; Bacillus protein secretion: anunfolding story. TrendsMicrobiol., Vol. 16, 2008; p.73-79
• [3] Pietraszek P., Walczak P.; Charakterystyka i możliwości zastosowania bakterii z rodzaju Bacillus wyizolowanych z gleby (The characteristics and applicability of Bacillus isolated from soil). Polish Journal of Agronomy, Vol.16, 2014; p.37-44 (in Polish)
• [4] Kalitkiewicz A., Kępczyńska E.; Wykorzystanie ryzobakterii do stymulacji wzrostu roślin (The use of rhizobacteria in plant growth promoting process). Biotechnologia, Vol.81, 2008; p.102-114 (in Polish)
• [5] Labuda M., Saeid A., Chojnacka K., Górecki H.; Zastosowanie Bacillus megaterium w solubilizacji fosforu (Use of Bacillus megaterium in solubilization of phosphorus). Przemysł Chemiczny, Vol.91, No.5, 2012; p.837-840 (in Polish)
• [6] Saeid A., Labuda M., Chojnacka K., Górecki H.; Ocena właściwości użytkowych nowego nawozu fosforowego (Evaluation of utilitarian properties of a new phosphorus biofertilizer). Przemysł Chemiczny, Vol.92, No.7, 2013; p.1311-1314 (in Polish)
• [7] Saeid A., Labuda M., Chojnacka K., Górecki H.; Wykorzystanie mikroorganizmów w wytwarzaniu nawozów fosforowych (Use of microorganism in production of phosphorus fertilizers). Przemysł Chemiczny, Vol. 91, No.5, 2012; p.956-959 (in Polish)
• [8] Kowalski Z.; Czystsza produkcja jako strategia ochrony środowiska naturalnego (Cleaner production as a strategy for environmental protection). Problemy Sozologiczne Aglomeracji Miejsko-Przemysłowych. Komitet Inżynierii Środowiska PAN, 1998 (in Polish)
• [9] Wzorek Z.; Odzysk związków fosforu z termicznie przetworzonych odpadów ich zastosowanie jako substytutu naturalnych surowców fosforowych (The recovery of phosphorus compounds of the thermally treated waste their use as a substitute for natural raw phosphate). Politechnika Krakowska. Monografia. Seria Inżynieria i Technologia chemiczna, No.356, 2008 (in Polish)
• [10] Clark T., Stephenson T., Pearce P.; Phosphorus removal by chemical precipitation in a biological aerated filter. Wat. Res., Vol. 31,1987; p.2557-2563
• [11] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 lipca 2010 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych Regulation of the Environment Minister on municipal sewage sludge (in Polish)
• [12] Stoińska R.; The Influence of the Process ofHygienisation on the Speciation of Phosphorus in Wastewater Sediments. Proceedings of TRANSCOM, 2013; p.307-310
• [13] Bezak-Mazur E., Mazur A., Stoińska R.; Phosphorus speciation in sewage sludge. Environment Protection Engineering, Vol.40, No.3, 2014; p.161-175
• [14] Marking of phosphorus. 2004. Spectrophotometric method with ammonium molybdate. PN-EN ISO 6878:2004