Decomposition dynamics of cooking-oil-soaked waste paper in media with low inorganic nitrogen content

• Autorzy: Ciesielczuk Tomasz , Rosik-Dulewska Czesława

Identyfikatory

DOI

10.24425/aep.2023.144741

Warianty tytułu

PL

Dynamika rozkładu papieru nasączonego olejem spożywczym w mediach o niskiej zawartości azotu nieorganicznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Papier i tekturę należy poddać recyklingowi, ale odpady papierowe zanieczyszczone np. olejem spożywczym czy plastikiem, są znacznie bardziej problematyczne. W szczególności papier zanieczyszczony olejem spożywczym lub masłem (np. pudełka po pizzy) jest trudnym odpadem. Również papier do pieczenia nie może być kierowany jako odpad celulozowy. Rozwiązaniem może być kompostowanie, ale w wielu miejskich systemach zbiórki odpadów stałych, odpady te są zbierane ze strumieniem odpadów zmieszanych, co ostatecznie prowadzi do składowania lub spalania tego materiału. Papier pergaminowy i karton do pizzy zawierają dużo celulozy, a na składowiskach są źródłem CO2 i CH4. Celem pracy było badanie niskiego poziomu łatwo dostępnego azotu i temperatury niższej niż w czasie typowego procesu kompostowania na proces degradacji dwóch typów papieru silnie zanieczyszczonego olejem spożywczym. Jako materiał testowy wykorzystano tekturę zwykle używaną do celów opakowaniowych. W eksperymentach zasadniczych wykorzystywano dwa rodzaje papieru zwykle używanego w kuchni: karton (zużyte pudełko po pizzy) i papier pergaminowy silnie zabrudzony olejem spożywczym. Przetestowano dwa rodzaje mediów stałych o niskiej zawartości azotu nieorganicznego: dojrzały kompost z odpadów komunalnych (MSWC) oraz ziemię liściową. Spadek masy obu rodzajów próbek papieru był skorelowany z czasem procesu i ubytkiem azotu amonowego i azotanowego. Obie badane próbki suche oraz z dodatkiem oleju spożywczego uległy częściowemu lub całkowitemu rozkładowi po 6 tygodniach przetwarzania w warunkach tlenowych bez dodatkowej dawki azotu nieorganicznego. Możliwe jest deponowanie papieru zanieczyszczonego olejem roślinnym wraz z odpadami biodegradowalnymi, aby uniknąć zwiększenia masy strumienia odpadów zmieszanych

Słowa kluczowe

EN

biodegradation; cardboard; parchment paper; cooking oil; low inorganic nitrogen

PL

biodegradacja; karton; papier do pieczenia; olej spożywczy; azot nieorganiczny

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 49, no 1
• Strony: 85--93
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ciesielczuk Tomasz

• Opole University, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-4381-8091

autor

Rosik-Dulewska Czesława

•  Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences, Zabrze, Poland

Bibliografia

• 1. Agarwal, G., Liu, G. & Lattimer, G. (2014) Pyrolysis and Oxidation of Cardboard. Fire safety science-proceedings of the eleventh international symposium. pp. 124–137. DOI:10.3801/IAFSS. FSS.11-124
• 2. Ahmed, S., Hall, A.M. & Ahmed, S.F. (2018) Biodegradation of Different Types of Paper in a Compost Environment. Proceedings of the 5th International Conference on Natural Sciences and Technology (ICNST’18) March 30–31, Asian University for Women, Chittagong, Bangladesh.
• 3. Al-Mutairi, N. (2009) Co-composting of manure with fat, oil, and grease: Microbial fingerprinting and phytotoxicity evaluation. Can. J. Civ. Eng. 36(2) pp. 209–218. DOI:10.1139/L08-117
• 4. Aluyor, E.O., Obahiagbon, K.O. & Ori-jesu, M. (2009) Biodegradation of vegetable oils: A review. Scientific Research and Essay, 4(6), pp. 543–54.
• 5. Andlar, M., Rezic, T., Mardetko, M., Kracher, D., Ludwig, R. & Santek B. (2018) Lignocellulose degradation: An overview of fungi and fungal enzymes involved in lignocellulose degradation. Engineering in Life Sciences, 18 pp. 768–778. DOI:10.1002/ elsc.201800039
• 6. Balada, I., Altmann, V. & Šařec, P. (2016) Material waste paper recycling for the production of substrates and briquettes. Agronomy Research 14(3), pp. 661–671.
• 7. Bekiroğlu, S., Elmas, G.M. & Yagshiyev, Y. (2017) Contribution to Sustainability and the National Economy Through Recycling Waste Paper from Istanbul’s Hotels in Turkey. BioResources, 12(4), pp. 6924–6955. DOI:10.15376/biores.12.4.6924-6955
• 8. Bogaard, J. & Whitmore, P.M. (2002) Explorations of the role of humidity fluctuations in the deterioration of paper. Studies in Conservation, 47(3), pp. 11–15. DOI:10.1179/sic.2002.47.s3.003
• 9. Borrego, S., Gómez de Saravia, S., Valdés, O., Vivar, I., Battistoni, P. & Guiamet, P. (2016) Biocidal activity of two essential oils on fungi that cause degradation of paper documents. International Journal of Conservation Science, 7(2), pp. 369–380.
• 10. Cichosz, G. & Czeczot, H. (2011) Oxidative stability of edible fats – consequences to human health. Bromat. Chem. Toksykol. XLIV, 1, pp. 50–60
• 11. Ciesielczuk, T., Poluszyńska, J., Rosik-Dulewska, Cz., Sporek, M. & Lenkiewicz, M. (2016). Uses of weeds as an economical alternative to processed wood biomass and fossil fuels. Ecological engineering, 95, pp. 485–491. DOI:10.1016/j.ecoleng.2016.06.100
• 12. Cuvelier, M.E., Soto, P., Courtois, F., Broyart, B. & Bonazzi, C. (2017) Oxygen solubility measured in aqueous or oily media by a method using a non-invasive sensor. Food Control, 73, part 3, pp. 1466–1473. DOI:10.1016/j.foodcont.2016.11.008
• 13. Franica, M., Grzeja, K. & Paszula, S. (2018) Evaluation of quality parameters of selected composts. Archives of Waste Management and Environmental Protection, 20(1), pp. 21–32.
• 14. Ghehsareh, M.G., Khosh-Khui, M. & Nazari, F. (2011) Comparison of Municipal Solid Waste Compost, Vermicompost and Leaf Mold on Growth and Development of Cineraria (Pericallis × hybrida ‘Star Wars’). Journal of Applied Biological Sciences, 5 (3), 55–58.
• 15. Gumienna, M., & Czarnecki, Z. (2010). The surface-active compounds of microbiological origin. Nauka Przyr. Technol., 4, 4, #51. (in Polish)
• 16. Kaakinen, J., Vahaoja, P., Kuokkanen, T. & Roppola, K. (2007) Studies on the Effects of Certain Soil Properties on the Biodegradation of Oils Determined by the Manometric Respirometric Method. J. Automated Methods and Management in Chemistry, 034601. DOI:10.1155/2007/34601
• 17. Karahan, S. (2020) Investigation of Recycling Possibilities of Stacked Waste Office Paper for at Least Five Years. GUSTIJ, 10(2) pp. 366 – 373. DOI:10.17714/gumusfenbil.606061
• 18. Li, Z., Wrenn, B.A. & Venosa, A.D. (2005) Anaerobic biodegradation of vegetable oil and its metabolic intermediates in oil-enriched freshwater sediments. Biodegradation 16, pp. 341–352. DOI:10.1007/s10532-004-2057-6
• 19. Micales, J.A., & Skog, K.E. (1997) The Decomposition of Forest Products in Landfills. International Biodeterioration & Biodegradation, 39, 2–3, pp. 145–158.
• 20. Nowińska, A., Baranowska, J. & Malinowski, M. (2019) The analysis of biodegradation process of selected paper packaging waste. Infrastructure And Ecology Of Rural Areas 3, pp. 253–261. DOI:10.14597/INFRAECO.2019.3.1.018
• 21. Osono, T. (2019) Functional diversity of ligninolytic fungi associated with leaf litter decomposition. Ecological Research, 35, pp.30–43. DOI:10.1111/1440-1703.12063
• 22. Ozimek, A. & Kopeć, M. (2012). Assessment of biological activity of biomass at different stages of composting process with use of the oxitop control measurement system. Acta Agrophysica, 19(2), 379–390.
• 23. Perez, J., Munoz-Dorado, J., Rubia, T. & d.l. Martınez, J. (2002) Biodegradation and biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: An overview. International Microbiology, 5 (2), pp. 53–63. DOI:10.1007/s10123-002- 0062-3
• 24. Poluszyńska, J., Ciesielczuk, T., Biernacki, M. & Paciorkowski M. (2021) The effect of temperature on the biodegradation of different types of packaging materials under test conditions. Archives of Environmental Protection, 47(4), pp. 74–83. DOI:10.24425/aep.2021.139503
• 25. Rajae, A., Ghita, A.B., Souabi, S., Winterton, P., Cegarra, J. & Hafidi M. (2008) Aerobic biodegradation of sludge from the effluent of a vegetable oil processing plant mixed with household waste: Physical–chemical, microbiological, and spectroscopic analysis. Bioresource technology, 99(18), pp. 8571–8577. DOI:10.1016/j. biortech.2008.04.007
• 26. Saletes, S., Siregar, F.A., Caliman, J.P. & Liwang, T. (2004) Ligno- Cellulose Composting: Case Study on Monitoring Oil Palm Residuals. Compost Science & Utilization, 12(4), pp. 372–382. DOI:10.1080/1065657X.2004.10702207
• 27. Salihu, I., Mohd, Y.S., Nur, A.Y. & Siti, A.A. (2018) Microbial degradation of vegetable oils: a review, 3, pp. 45–55.
• 28. Smirnova. I.E. & Saubenova, M.G. (2001) Use of Cellulose- -Degrading Nitrogen-Fixing Bacteria in the Enrichment of Roughage with Protein. Applied Biochemistry and Microbiology, 37(1), pp. 76–79.
• 29. Wan Razali, W.A., Baharuddin, A.S., Talib, A.T., Sulaiman, A., Naim, M.N., Hassan, M.A. & Shirai, Y. (2012) Degradation of oil palm empty fruit bunches (OPEFB) fibre during composting process using in-vessel composter. Bioresources, 7(4), pp. 4786–4805.
• 30. Wołczyński, M. & Janosz-Rajczyk, M. (2014) Influence of Initial Alkalinity of Lignocellulosic Waste on Their Enzymatic Degradation. Archives of Environmental Protection, 40(2), pp. 103–113. DOI:10.2478/aep-2014-0019

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).