Biodegradation of diesel fuel in soils modified with compost or bentonite and with optimized strains of bacteria. Part II. Changes in microorganisms counts and activity

• Autorzy: Nowak A. , Nowak J. , Hawrot-Paw M. , Telesiński A. , Błaszak M. , Kłódka D. , Przybulewska K. , Smolik B. , Szymczak J.

Warianty tytułu

PL

Biodegradacja oleju napędowego w glebie modyfikowanej kompostem i bentonitem oraz optymalizowanymi szczepami bakterii. Cz. II. Zmiany ilości i aktywności mikroorganizmów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

During diesel fuel biodegradation in the sandy and the clay soil, changes in bacteria, actinomycetes and fungi counts were determined. These determinations included also the counts of specific microorganism groups, ie diesel fuel-resistant and diesel fuel-metabolising bacteria and amylolytic, proteolytic and lipolytic microorganisms. Also the activity of soil enzymes, ie of urease and acid and alkaline phosphatases, was determined. The obtained results point to the increase of bacteria and fungi counts accompanying diesel fuel biodegradation, with a decrease in the actinomycetes count. A notably large increase was stated for bacteria resistant to diesel fuel and for those capable of its biodegradation, in particular in the soil modified with compost additive. Also an increase in the count of amylolytic and proteolytic microorganisms was observed in soil microflora, but the largest one in that of lipolytic microorganisms. The activity of urease increased only in the clay soil modified with compost, whereas that of acid and alkaline phosphatases increased in the two examined soils, also more distinctly when compost was added. The application of bioaugmentation treatment induced stimulation of microorganism growth, in particular of those resistant to diesel fuel and those capable of its degradation.

PL

Podczas biodegradacji oleju napędowego w glebie lekkiej i ciężkiej określano zmiany liczebności bakterii, promieniowców i grzybów, jak również różnych grup drobnoustrojów: bakterii odpornych na olej napędowy, bakterii zdolnych do biodegradacji oleju napędowego oraz mikroorganizmów amylolitycznych, proteolitycznych i lipolitycznych. Określano także aktywność enzymów glebowych: ureazy oraz kwaśnych i zasadowych fosfataz. Uzyskane wyniki wskazują na zwiększenie liczebności bakterii i grzybów podczas biodegradacji oleju napędowego, przy równoczesnym zmniejszeniu liczebności promieniowców. Nastąpiło również znaczne zwiększenie ilości bakterii odpornych na obecność oleju napędowego oraz zdolnych do jego biodegradacji, zwłaszcza w glebie modyfikowanej dodatkiem kompostu. Obserwowano także zwiększenie ilości mikroorganizmów amylolitycznych i proteolitycznych, a w jeszcze większym stopniu lipolitycznych. Aktywność ureazy zwiększała się jedynie w glebie ciężkiej modyfikowanej kompostem, podczas gdy aktywność kwaśnych i zasadowych fosfataz rosła w obydwu badanych glebach, również w większym stopniu po zastosowaniu kompostu. Zabieg bioaugumentacji stymulował wzrost mikroorganizmów, zwłaszcza odpornych na olej napędowy oraz zdolnych do jego biodegradacji.

Słowa kluczowe

EN

diesel fuel; biodegradation; soil additives; microorganism count; soil enzyme activity; phosphatases; urease

PL

olej napędowy; biodegradacja; dodatki modyfikujące; liczebność mikroorganizmów; aktywność enzymów glebowych; fosfatazy; ureaza

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 15, nr 7
• Strony: 607--622
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nowak A.

autor

Nowak J.

autor

Hawrot-Paw M.

autor

Telesiński A.

autor

Błaszak M.

autor

Kłódka D.

autor

Przybulewska K.

autor

Smolik B.

autor

Szymczak J.

• Department of Microbiology and Biotechnology of Environment, Agricultural University of Szczecin, ul. J. Słowackiego 17,71-434 Szczecin, tel. [phone], fax [phone],

Bibliografia

• [1] Balba M.T., Al-Awadhi N. and Al-Daher R.: Bioremediation of oil-contamined soil: microbiological methods for feasibility assessment and field evaluation. J. Microbiol. Meth. 1998, 32, 155-164.
• [2] Bento F.M., Camargo F.A.O., Okeke B.C. and Frankenberger W.T.: Comparative bioremediation of soils contaminated with diesel oil by natural attenuation, biostimulation and bioaugumentation. Bioresource Technol. 2005, 96, 1049-1055.
• [3] Gallego J.L.R., Loredo J., Llamas J.F., Vazquez F. and Sanchez J.: Bioremediation of diesel-contaminated soils: Evaluation of potential in situ techniques by study of bacterial degradation. Biodegradation 2001, 12, 325-335.
• [4] Thomassin-Lacroix E.J.M., Eriksson M., Reimer K.J. and Mohu W.W.: Biostimulation and bioaugumentation for on-site treatment of weathered diesel fuel in Arctic soil. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002, 59, 551-556
• [5] Chaineau C.H., Yepremian C., Vidalie J.F., Ducreux J. and Ballerini D.: Bioremediation of a crude oil-polluted soil: biodegradation, leaching and toxicity assessments. Water, Air Soil Pollut. 2003, 144, 419-440.
• [6] Ruberto I., Vazquez S.C. and Mac Cormak W.P.: Effectiveness of the natural bacterial flora, biostimulation and bioaugumentation on the bioremediation of a hydrocarbon contaminated Antarctic soil. Int. Biodeter. Biodegr. 2003, 52, 115-125.
• [7] Molina-Barahona L, Rodriquez-Vazquez R., Hernandez-Velasco M., Vega-Jarquin C., Zapata-Perez O., Mendoza-Canm A. and Albores, A.: Diesel removal from contaminated soils by Biostimulation and supplementation with crop residues. Appl. Soli Ecol. 2004, 27, 165-175.
• [8] Cerniglia C.E.: Fungal metabolism of polycyclic aromatic hydrocarbons: past, present and future applications in bioremediation. J. Ind. Microbiol. Biot. 1997, 19, 324-333.
• [9] Braun-Lüllemann A., Hüttermann A. and Majcherczyk A.: Screening of ectomycorrhizal fungi for degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1999, 53, 127-132.
• [10] Boonchan S., Britz M.L and Stanlej G.A.: Degradation and Mineralization of high-molecular-weight polycyclic aromatic hydrocarbons by defined fungal-bacterial cocultures. Appl. Environ. Microb. 2000, 66, 1007-1019.
• [11] Lemos J.L.S., Rizzo A.C., Millioli V.S., Soriano A.U., de Moura Sarquis M.I. and Santos R.: Petroleum degradation by filamentous fungi. 9th Annual International Petroleum Environmental Conference, October 22-25, 2002, Albuquerque, NM.
• [12] Steffen K.T., Hatakka A. and Hofrichter M.: Removal and mineralization of polycyclic aromatic hydrocarbons by litter-decomposing basidiomycetous Jungi. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002, 60, 212-217.
• [13] Voelke-Sepulveda T.L, Gutierez-Rojas M. and Favela-Torres E.: Biodegradation of hexadecane in liquid and solid-stale Jermentations by Aspergillus niger. Bioresource Technol. 2003, 87, 81-86.
• [14] Przybulewska K., Nowak A. and Foltyn, A.: Wpływ benzyny bezołowiowej na liczebność w glebie drobnoustrojów amylolitycznych, lipolitycznych i proteolitycznych. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 2005, 505, 331-338.
• [15] Margesin R. and Schinner F.: Bioremediation of diesel-oil-contaminated alpine soils at law temperatures. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1997, 47, 462-468.
• [16] Margesin R., Zimmerbauer A. and Schinner, F.: Monitoring of bioremediation by soil biological activities. Chemosphere 2000, 40, 339-346.
• [17] Scelza R., Rao M.A. and Gianfreda L: Effects of compost and of bacterial cells on the decontamination and the chemical and biological properties of an agricultural soil artificially contaminated with phenanthrene. Soli Biol. Biochem. 2007, 39(6), 1303-1317.
• [18] Nowak A., Nowak J., Telesiński A., Hawrot-Paw M., Blaszak M., Kłódka D., Przybulewska K., Smolik B. and Szymczak, J.: Biodegradation of Diesel Fuel in Soils Modified with Com post or with Optimized Strains of Bacteria. Part 1. Residues of Diesel Fuel Compounds in Soil and Changes in Microflora Activity. Ecol. Chem. Eng. A 2008, 15, 77?-???
• [19] Bunt J.S. and Rovira A.D.: Microbiological studies of some subantarctic soils. J. Soil Sci. 1995, 6, 119-128.
• [20] Martin J.P.: Use of acid Rose Bengal and streptomycin in the plate method for estimating soil fungi. Soil Sci. 1950, 6, 215-233.
• [21] Küster E. and Williams S.T.: Selections of media for isolation of Streptomyces. Nature, 1964, vol. ???, 928-929.
• [22] Kędzia W. and Koniar H.: Diagnostyka mikrobiologiczna. PZWL, Warszawa 1974.
• [23] Burbianka M. and Pliszka A.: Mikrobiologia żywności. PZWL, Warszawa 1977.
• [24] Cooney D.G. and Emerson R.: Termophilic fungi. Freeman and Co. London 1964.
• [25] Bushnell C.D. and Haas H.F.: The utilization of certain hydrocarbons by microorganisms. J. Bacteriol. 1941, 41, 654-673.
• [26] Kandeler E. and Gerber H.: Urease activity by colorimetric technique, [in:] Schinner F., Öhlinger R., Kandeler E. and Margesin R. (Eds.). Meth. Soil Biol. Springer, 1976, 213-217.
• [27] Tabatabai M.A. and Bremner J.M.: Use of nitrophenylphosphate for assay of soil phosphatase activity. Soil Biol. Biochem. 1969, 1, 301-307.
• [28] Eivazi F. and Tabatabai M.A.: Phosphatases in sol/s. Soil Biol. Biochem. 1977, 9, 167-172.
• [29] Nowak A., Hawrot M. and Dudzińska, A.: Badania biodegradacji substancji ropopochodnych w glebie oraz wpływu różnych zabiegów intensyfikujących szybkość tego procesu. Ecol. Chem. Eng. 1998, 5, 1013-1024.
• [30] Demque D.E., Bigger K.W. and Heroux, 1.A.: Land treatment of diesel contaminated sand. Can. Geotech. J. 1997,34,421-431.
• [31] Farinazleen M.G., Raja N.Z., Rahrnan A., Salleh A.B. and Mahiran, B.: Biodegradation of hydrocarbons in soil by microbial consortium. Int. Biodeter. Biodegr. 2004, 54, 61-67.
• [32] Hawrot M. and Nowak A.: Effects of different soil treatments on diesel fuel biodegradation. Pol. J. Environ. Stud. 2006, 15, 643-646.
• [33] Williams D.L, Kriel K.D., Steward G.A, Hulse R.C., Holsomback J.E. and Steward J.R.: Bioremediation of oil-contaminated soils by stimulating indigenous microbes. Environ. Eng. Geosci. 1998, 5, 112-120.
• [34] Marshall T.R. and Devinny J.S.: The microbial ecosystem in petroleum wasteland treatment. Water Sci. Technol. 1988, 20, 285-291.
• [35] Verdin A., Sahraoui A.L-H. and Durand R.: Degradation of benzo[a]pyrene by mitosporic fungi and extracellular oxidative enzymes. Int. Biodeter. Biodegr. 2004, 53, 65-70.
• [36] Zucchi M., Angiolini L, Brusetti S., Dietrich N., Gigliotti c., Barbieri P., Sorlini C. and Daffonchio D.: Response of bacterial community during bioremediation of an oil-polluted soil. J. Appl. Mikrobiol. 2003, 94, 248-257.
• [37] Margesin R.: Acid and Alkaline Phosphomonoesterase Activity with the substrate p-Nitrophenyl Phosphate, [in:] Schinner F., Öhlinger R., Kandeler E. and Margesin R. (Eds.). Meth. Soil Biol. Springer, 1996, 213-217.