The toxicity of rhamnolipids and Tween 80 with regard to white mustard (Sinapis alba) seeds and activated sludge microorganisms

• Autorzy: Szczepaniak Z. , Staninska J. , Sydow M. , Piotrowska-Cyplik A. , Cyplik P.

Warianty tytułu

PL

Toksyczność ramnolipidów i Tweenu 80 w odniesieniu do nasion gorczycy (Sinapis alba) oraz mikroorganizmów osadu czynnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Surfactants (surface active agents) have a wide spectrum of use in the industry, but also in agriculture. Moreover, there is a tendency to use both synthetic (e.g. Tween 80) and natural (e.g. rhamnolipids) surfactants in bioremediation of contaminated sites. In this case, a potential toxicity of surfactants towards different elements of the ecosystem should be considered. The aim of this study was to determine phytotoxicity in relation to Sinapis alba (white mustard) seeds and toxicity towards activated sludge microorganisms of rhamnolipids and Tween 80 at different concentrations. The results indicate a higher phytotoxicity of rhamnolipids compared with Tween 80. Surfactants used at the highest concentration, (600 mgּ l-1) exhibit-ed an inhibition of roots growth by 69% and 16% (compared with a control) for rhamnolipids and Tween 80 respectively. The results of toxicity towards activated sludge microorganisms confirm the negative impact of both surfactants especially in high concentrations. In the two highest concentrations no significant difference between synthetic surfactants and biosur-factants was observed. The results suggest that rhamnolipids could not be considered as more ‘eco-friendly’ surfactants compared with synthetic Tween 80.

PL

Surfaktanty, czyli związki powierzchniowo czynne, charakteryzują się szerokim spektrum wykorzystania w wielu gałęziach przemysłu, ale również w rolnictwie oraz ochronie środowiska. W celu zwiększenia wydajności procesów remediacyjnych prowadzących do oczyszczania środowiska wykorzystuje się zarówno surfaktanty syntetyczne (np. Tween 80), jak i naturalne (np. ramnolipidy). Należy jednak zwrócić uwagę na potencjalną toksyczność wykorzystywanych surfaktantów wobec róż-nych elementów ekosystemu. Celem badań było określenie fitotoksyczności względem nasion gorczycy (Sinapis alba) oraz toksyczności wobec mikroorganizmów osadu czynnego ramnolipidów oraz Tweenu 80 używanych w różnych stężeniach. Wyniki wskazują na wyższą fitotoksyczność ramnolipidów w porównaniu z Tweenem 80 - w przypadku najwyższego zastosowanego stężenia, czyli 600 mg l-1, inhibicja korzeni w obecności ramnolipidów wynosi 69%, natomiast w obecności Tweenu - 16%. Uzyskane wyniki toksyczności względem mikroorganizmów osadu czynnego potwierdzają negatywny wpływ sur-faktantów nasilający się wraz ze wzrostem stężenia, przy czym w dwóch najwyższych stężeniach nie uwidoczniła się istotna różnica pomiędzy ramnolipdami a Tweenem 80.

Słowa kluczowe

EN

rhamnolipids; Tween 80; toxicity; phytotoxicity; TTC

PL

ramnolipidy; Tween 80; toksyczność; fitotoksyczność; TTC

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, nr 2
• Strony: 76--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr.

Twórcy

autor

Szczepaniak Z.

• Poznan University of Life Sciences, Institute of Food Technology of Plant Origin, ul. Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznań, Poland

autor

Staninska J.

• Poznan University of Life Sciences, Department of Biotechnology and Food Microbiology, ul. Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań, Poland

autor

Sydow M.

• Poznan University of Technology, Faculty of Chemical Technology, ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznań, Poland

autor

Piotrowska-Cyplik A.

• Poznan University of Life Sciences, Institute of Food Technology of Plant Origin, ul. Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznań, Poland

autor

Cyplik P.

• Poznan University of Life Sciences, Department of Biotechnology and Food Microbiology, ul. Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Agnello A.C., Huguenot D., Van Hullebusch E.D. Esposito G.: Phytotoxicity of citric acid and Tween®80 for potential use as soil amendments in enhanced phytoremediation. International Journal of Phytoremediation, 2015, in press.
• [2] Chrzanowski Ł., Ławniczak Ł., Czaczyk K.: Why do microorganisms produce rhamnolipids? World Journal of Microbiology and Biotechnology, 2012, 28(2): 401-419.
• [3] Chrzanowski Ł., Wick L.Y., Meulenkamp R., Kaestner M., Heipieper H.J.: Rhamnolipid biosurfactants decrease the toxicity of chlorinated phenols to Pseudomonas putida DOT-TIE. Letters in Applied Microbiology, 2009, 48: 756-762.
• [4] Gunawardana B., Singhal N., Johnson A.: Amendments and their combined application for enhanced copper, cadmium, lead up-take by Lolium perenne. Plant Soil, 2010, 329: 283-294.
• [5] Ivanković T., Hrenović J.: Surfactants in the environment. Archives of Industrial Hygiene and Toxicilogy, 2010, 61: 95-110.
• [6] Ławniczak Ł., Marecik R., Chrzanowski Ł.: Contributions of biosurfactants to natural or induced bioremediation. Applied Microbiology and Biotechnology, 2013, 97: 2327-2339.
• [7] Marecik R., Wojtera-Kwiczor J., Ławniczak Ł., Cyplik P., Szulc A., Piotrowska-Cyplik A., Chrzanowski Ł.: Rhamnolipids in-crease the phytotoxicity of diesel oil towards four common plant species in a terrestial environment. Water Air and Soil Pollution, 2012, 223(7): 4275-4282.
• [8] McClure C.D., Schiller N.L.: Effects of Pseudomonas aeruginosa rhamnolipids on human monocyte-derived macrophages. Journal of Leukocyte Biology, 1992, 51: 97-102.
• [9] Piotrowska-Cyplik A., Cyplik P., Czarnecki Z.: Pomiar aktywności dehydrogenaz a tradycyjna metoda oznaczania liczby mikroorganizmów jako wskaźniki aktywności mikrobiologicznej kompostu z komunalnego osadu ściekowego. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2007, 52(4): 22-26.
• [10] Sachdev D.P., Cameotra S.S.: Biosurfactants in agriculture. Applied Microbiology and Biotechnology, 2013, 97: 1005-1016.
• [11] Singh M., Orsenigo J.R.: Phytotoxicity of nionic surfactants to sugarcane. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 1984, 32(1): 119-124.
• [12] Vatsa P., Sanchez L., Clement C., Baillieul F., Dorey S.: Rhamnolipid biosurfactants as a new players in animal and plant defense against microbes. International Journal of Molecular Sciences, 2010, 11: 5095-5108.
• [13] Yuan C.L., Xu Z.Z., Fan M.X., Liu H.Y., Xie Y.H., Zhu T.: Study on characteristics and harm of surfactants. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 2014, 6(7): 2233-2237.