PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

The effects of papilionaceous plants and biopreparation on petroleum hydrocarbons degradation in aged-polluted soil

Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Wpływ roślin motylkowych i biopreparatów na usunięcie ropopochodnych z gleb o wieloletnim zanieczyszczeniu
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Petroleum pollution is still one of crucial environmental problems. Bioaugmentation is a popular technique used in soil remediation. The aim of soil inoculation is acceleration of decomposition processes or improving the degradation efficiency. Effectiveness of bioaugmentation processes depends on the number and activity of microorganisms adapted to pollutant degradation. Enhancement of microorganisms' activity can be reached by the use of plants. Roots of plants excrete organic substances that stimulate microorganisms' growth. Among different species of plants interesting are papilionaceous plants because of their nitrogen fixation ability in symbiosis with bacteria. The effects of using papilionaceous plants (Trifolium pratense), multiplied autochthonous microorganisms and commercial biopreparation in aged-petroleum-polluted soil were studied. The samples of soil were taken from the refinery in Czechowice-Dziedzice (Poland) and classified as heavily degraded with a C/N-ratio of 100:0.7. Investigations were conducted for 14 weeks. Microbiological analysis included: total bacteria, fungi, Aclinomycetes and Pseudomonas counts. Concentration of heavy fractions, TPH (total petroleum hydrocarbons) and PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons) were measured at the start and at the end of the experiment. Presence of papilionaceous plant (Trifolium pratense) enhanced the growth of microorganisms, nitrogen concentration and biodegradation processes (removal of 63% of TPH, 44% of heavy fractions, 9% of 4-6 aromatic PAH and 80% of 2-3 aromatic PAH) in polluted soil. An increasing number of Pseudomonus species was observed in samples in which pollution removal was more effective.
PL
Zanieczyszczenie substancjami ropopochodnymi stanowi jeden z kluczowych problemów środowiskowych. Jedną z wielu metod stosowanych w remediacji gruntów jest ich bioaugmentacja. Celem tego procesu jest zwiększenie liczebności i aktywności mikroorganizmów degradujących zanieczyszczenia, czego wynikiem jest przyspieszenie i podniesienie wydajności procesów rozkładu zanieczyszczeń. Innym sposobem podniesienia efektywności procesów biodegradacji jest zastosowanie roślin, szczególnie motylkowych, ze względu na ich zdolności symbiotycznego wiązania azotu atmosferycznego. Celem przeprowadzonych badań było porównanie efektywności zastosowania biopreparatów (komercyjnego i naturalnego) oraz koniczyny białej (Trifolium pratense) do remediacji gleb o wieloletnim charakterze skażenia substancjami ropopochodnymi. Badania prowadzone byty na glebie pochodzącej z terenu rafinerii w Czechowicach-Dziedzicach, która została zaklasyfikowana jako silnie zdegradowana (o stosunku C/N = 100/0,7). W trakcie czternastotygodniowych badań prowadzono między innymi analizy mikrobiologiczne (ogólna liczba bakterii, grzybów, promicniowców oraz bakterii z rodzaju Pseudomonas) oraz analizy chemiczne (zawartość frakcji ciężkich, całkowitej zawartości węglowodorów ropopochodnych (TPH) i WWA). Najlepszą modyfikacją okazało się zastosowanie samej koniczyny. Obecność rośliny wpłynęła na polepszenie warunków wzrostu mikroorganizmów, spowodowała wzrost zawartości azotu i efektywności procesów biodegradacji. W próbie tej po 14 tygodniach badań odnotowano usunięcie 63% TPH, 44% frakcji Ciężkich oraz 9% i 80% odpowiednio 4-6- i 2-3-pierścieniowych węglowodorów aromatycznych.
Rocznik
Strony
53--66
Opis fizyczny
bibliogr. 47 poz. tab., wykr.
Twórcy
autor
  • Silesian University of Technology, Environmental Biotechnology Department ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland
Bibliografia
  • [1].Alexander M.: Ecology of microorganisms, PWN. Warszawa (in Polish) 1975.
  • [2].Alkorta I., C. Garbisu: Phyloremediation of organic contaminants in soil, Bioresource Technol., 79, 273-276 (2001).
  • [3].Alias R.M., R. Bartha: Microbial ecology: fundamentals and applications, Benjamin/Cummiungs Publishing, Menlo Park 1998.
  • [4].Banat I.M., R.S. Makkar, S.S. Cameotra: Potential commercial applications of microbial surfactants, Appl. Microbiol. Biot.. 53, 495-508 (2000).
  • [5].Barathi S., N. Vasudevan: Utilization of petroleum hydrocarbons by Pseudomonas fluorescens isolated form a petroleum-contaminated soil. Environ. Int., 26, 413-416 (2001).
  • [6].Bastiaens L., D. Springael, G. Remes, J. Vercecken, L. Diels, H. Verachtert: Metabolization and cometabolization of single PAHs and PAH mixtures in liquid cultures, soil slurries and dry solid reactors (DSR). [in:] Int. Symp. Env. Biot., April 1997, 109-112.
  • [7].Bento P.M., F.A.O. Camargo, B.C.O. Okeke, W.T. Prankenberger: Comparative bioremedialion of soils contaminated with diesel oil by natural attenuation, biostimulation and bioaugmentation, Bioresource Technol., 96, 1049-1055 (2005).
  • [8].Boopathy R.: Factors limiting bioremedialion technologies, Bioresource Technol., 74, 63-67 (2000
  • [9].Bruins MR.. S. Kapil, F.W. Oehme: Pseudomonas pickeltii: A common soil and groundwater aerobic bacteria with pathogenic and biodegradation properties, Ecotox. Environ. Saf., 47, 105- 111 (2000).
  • [10].Cerniglia C.E.: Fungal metabolism of polycyclic aromatic hydrocarbons: past, present and future applications in bioremediation, J. Ind. Microbiol.Biot., 19, 324-333 (1997).
  • [11].Chavez-Gomez B., R. Quinero, F. Esparza-Garcia, A.M. Mesta-Howard: Removal of phenanlrene from soil by co-cultures of bacteria and fungi pregrown on sugarcane bagasse pith, Bioresource Technol., 89, 177-183 (2003).
  • [12].Fine P., E.R. Graber, B. Yaro: Soil interactions with petroleum hydrocarbons: Abiotic processes, Soil Technol, 10, 133-153 (1997).
  • [13].Galas E., E. Kwapisz, A. Oryńska-Rosa, M. Wasiak: Enhanced biodegradation and emulsification of crude oil by Micrococcus sp. R5I, [in:] Int. Symp. Env. Biot., Ostendę 1997, 5-8
  • [14].Günther T., U. Dornberger, W. Fritsche: Effect of reygrass on biodegradation of hydrocarbons in soil, Chemosphere, 33, 2, 203-215 (1996).
  • [15].Harvey P.J. el at: Phytoremediation of polyaromatic hydrocarbons, anilines and phenols, Environ. Sci. Pollut. R., 9(1), 29-47 (2002).
  • [16].Healy M.G.. CM. Devine. R. Murphy: Microbial production of biosurfactants, Resour. Conserv. Rec! 18, 41-57 (1996).
  • [17].Huesemann H.M.: Incomplete hydrocarbon biodegradation in contaminated soils: limitations in bioavailability or inherent recalcitrance?, Bioremediation Journal, 1(1), 27-39 (1997).
  • [18].Iwamoto T, M. Nasu: Current bioremediation practice and perspective, J. Biosci. Bioeng., 92, 1, 1-8 (2001).
  • [19].Johansson J.F.. L.R. Paul, R.D. Firlay: Microbial interactions in the mycorrhizosphere and their significance for sustainable agriculture. FEMS Microbiol. Ecol., 48, 1-13 (2004).
  • [20].Kańska Z., M. Łebkowska, E. Sztompka: Elimination oil pollution from soil, Bioinżynieria, 1, 231-242 (1997) (in Polish).
  • [21].Kirk J.L., J.N. Klironomos, H. Lee, J.T. Trevoros: The effects of perennial ryegrass and alfalfa on microbial abundance and diversity in petroleum contaminated soil. Environ. Pollut., 133, 455-465 (2005).
  • [22].Kolwzan B., T. Traczewska, K. Piekarska, M. Juchniewicz: Microbial assessment of bioremediation possibilities soils polluted by oil products, [in:] V All-Polish Symposium ..Environmental Biotechnology", Ustroń-Jaszowiec, Poland 1997 (in Polish), 11-16.
  • [23].Maliszewska-Kordybach B.: The relationship between the properties of PAH and the rate of their disappearance from different soils, Toxicol. Environ. Chem., 66, 47-52 (1998). )
  • [24].Mulligan C.N.: Environmental application for biosurfactants. Environ. Pollut., 133, 183-198 (2005).
  • [25].Manilal B., M. Alexander: Factors affecting the microbial degradation of phenanthrene in soil, Appl. Microbiol. Biotechnol., 35, 401-405 (1991).
  • [26].Neralla S., R.W. Weaver: Innocolants and biodegradation of crude oil floating on marsh sediments, Bioremediation Journal, 1(1), 89-96 (1997). ]
  • [27].Newman L.A., Ch.M. Reynolds: Phytodegradalion of organic compounds, Curr. Opin. Biotech., 15, 225-230 (2004).
  • [28].Olivera N.L., M.G. Commendatore, A.C. Moran, J.L. Esteves: Biosurfactant-enhanced degradation of residual hydrocarbon from ship bilge wastes, Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 25, 70-73 (2000).
  • [29].Ostrowska A., S. Gawliński, Z. Szczubialka: Methods of analyses and assessment soil and plant properties - catalogue (Metody analizy oceny właściwości gleby i roślin - katalog). Department of Environmental Protection, Warszawa 1991 (in Polish).
  • [30].Piekarska K.: Preliminary studies on application of immobilized microorganisms to petroleum hydrocarbons degradation, European Symposium on Environmental Biotechnology, ESEB 2004, 73 1-735.
  • [31].Pilon-Smits E.: Phytoremediation. Reviews in Advance, Annu. Rev. Plant Biol., 56, 15-39 (2005)
  • [32].Pizzull L., J. Stenstrom, M. Castillo: Degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by Actinomycetes, European Symposium on Environmental Biotechnology, ESEB 2004, 811-814.
  • [33].Prabhu Y., P.S. Phale: Biodegradation of phenanthrene by Pseudomonas sp. strain PP2: novel metabolic pathway, role of biosurfactant and cell surface hydrophobicity in hydrocarbon assimilation, Appl. Microbiol. Biotechnol., 61, 342-351 (2003).
  • [34].Reilley K.A., M.K. Banks, A. Schwab: Organic chemicals in the environment. Dissipation of polycyclic aromatic hydrocarbons in the rhizosphaere, J. Environ. Qual., 25, 212-219 (1996).
  • [35] Richard J.Y., T.M. Vogel: Characterization of a soil bacterial consortium capable of degrading diesel fuel Int. Biodeler. Biodegr., 44, 93-100 (1999).
  • [36] Romantschnk M. et al.: Means to improve the effect of in situ bioremedialion of contaminated soil: an overview of novel approaches. Environ. Pollut., 107, 179-185 (2000).
  • [37] Sagheer A., A. Ghafoor, M. Qadir. M. Zamir: Effect of Phytoremediation on Chemical Characteristics of a Calcareous Saline-sodic Soil, Pakistan Journal of Biological Sciences, 6(13), I 159-1162 (2003).
  • [38] Salt D.E.. R.D. Smith, I. Raskin: Phytoremediation. Annual review plant physiology. Plant molecular biology, Annual Reviews, 49, 643-668 (1998).
  • [39] Singer A.C., D.E. Crowley, IP Thompson: Secondary plants metabolites in phytoremediation and biotransformation, Trends Biotechnol., 21, 3, 123-130 (2003).
  • [40] Siuta J.: Biodegradalion oil components in soils and wastes, Department of Environmental Protection, Warszawa 1993 (in Polish).
  • [41] Souminen L., M.M. Jussila, K. Makelainen, M. Romantschnk, K. Lindstrom: Evaluation of the Galega-Rhizobium galegae system for the bioremedialion of oil-contaminated soil, Environ. Pollut., 107, 239-244 (2000).
  • [42] Šępić E., H. Leskovsek, C. Trier: Aerobic bacterial degradation of selected polyaromatic compounds and n-alkanes found in petroleum, J. Chromatogr., A. 697, 515-523 (1995).
  • [43] Trim J., E. Heinaru, E. Vedler, M. Viirmae, J. Juhanson, E. Talpsep, A. Heinaru: Enhanced biodegradalion of oil shale chemical industry solid wastes using phytoremediation and bioaugmentation. Oil Shale, 20, 3 special, 421-428 (2003).
  • [44] Vinas M, M. Grifoll, J. Sabate, A.M. Solanas: Biodegradalion of a crude oil by three microbial consortia of different orgins and metabolic capabilities, J. Microbiol. Biotechn., 28, 252-260 (2002).
  • [45] Vogel T.M.: Bioaugmentation as a soil bioremedialion approach, Curr. Opin Biotech., 7, 311-316 (2002)
  • [46] Walworth J.L., CR. Woolard, J.F. Braddock: Nitrogen management in bioremedialion, Soil and Groundwater Cleanup, February/March, 12-15 (1999).
  • [47] Watanabe K.: Microorganisms relevant to bioremedialion, Curr. Opin. Biotech., 12, 237-241 (2001 ).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BUS2-0016-0030
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.