Microbiological reduction of monoethanolamine waste toxicity

Abstract

Aims of the investigation were to evaluate toxicity of monoethanolamine waste to various microorganisms and plants; and to search for means accelerating waste biodegradation. The results of the investigation show toxic effects of MEA waste on bacteria, fungi and plant seeds at rather low concentrations. Some microorganisms are able to adapt to the pollutant in the mixed substrates of the MEA and peat. During the experiment, density of the bacterial and fungal populations in the MEA and peat mixed substrates increased, followed by the intensive acidifying process of the substrates and by the degradation of pollutant. Strong negative effect of MEA waste on peat microbial communities was determined during the first day of the experiment; respiration rate significantly decreased as compared with peat control. Inhibition rate depended on the MEA waste content in the mixture, peat pH and incubation time. After 3–4 days of the incubation, respiration rate of the MEA mixture with acid peat at lower MEA concentration exceeded that of the control by almost five times. Respiration rate of the MEA mixture with neutral peat gradually increased after 4 days of incubation, and was stimulated by the addition of NPK fertilizers. Introduction of yeasts complex and the fungus Trichoderma harzianum accelerated the process of degradation, moreover, the phytotoxicity of the mixed substrate decreased significantly.

Article in English.

Mikrobiologinis monoetilamino atliekų toksiškumo mažinimo būdas 

Santrauka. Darbo tikslas – įvertinti monoetilamino (MEA) atliekų toksiškumą įvairių grupių mikroorganizmams ir augalams bei parinkti būdus atliekų biodegradacijai pagreitinti laboratorinėmis sąlygomis. Nustatytas gana mažų koncentracijų MEA dervinių atliekų toksinis poveikis bakterijoms, mielėms, grybams ir augalams. Dalis mikroorganizmų durpių ir MEA mišinyje prisitaiko prie teršalų, didėja jų populiacijos tankis, mažėja substrato pH, o tai rodo MEA atliekų degradaciją, vykstančią dėl mikroorganizmų veiklos. Stiprus mikroorganizmų bendrijos aktyvumą slopinantis MEA poveikis pastebėtas pirmąją eksperimento parą; mikroorganizmų kvėpavimo intensyvumas, palyginti su kontrole, žymiai sumažėjo. Poveikio kvėpavimo intensyvumui mastas priklausė nuo MEA atliekų kiekio mišinyje, durpių pH ir ekspozicijos trukmės. Po trijų parų mikroorganizmų kvėpavimo intensyvumas nedidelės koncentracijos MEA ir rūgščių durpių mišinyje beveik penkis kartus buvo didesnis nei kontrolės. MEA dervos mišiniuose su neutraliomis durpėmis nustatyta palaipsnis kvėpavimo intensyvumo didėjimas substratą papildžius (NPK) trąšomis. Nustatyta, kad introdukavus mielių kompleksą ir mikromicetą Trichoderma harzianum į MEA ir durpių mišinio substratą, mikroorganizmų pradai išlieka gyvybingi ir vystosi, skatindami MEA biodegradaciją. Tai rodo žymiai sumažėjęs su durpėmis sumaišytų MEA atliekų toksiškumas augalams.

Reikšminiai žodžiai: mikroorganizmai, monoetilamino (MEA) atliekos, teršalai, toksiškumas.

Микробиологическое снижение токсичности моноэтиленаминных отходов

Резюме. Целью работы было оценить токсичность моноэтиленаминных (МЭА) смолистых отходов для разных групп микроорганизмов и растений, а также найти способы ускорения биодеградации этих отходов в лабораторных условиях. Установлено токсичное воздействие сравнительно небольших концентраций МЭА на бактерии, дрожжи,грибы и растения. Часть микроорганизмов в смеси МЭА и торфа приспосабливается к загрязнителям, увеличивается плотность их популяции, рН субстрата меняется в кислотную сторону, что указывает на деградацию МЭА отходов, происходящую благодаря деятельности микроорганизмов. Сильное воздействие МЭА, угнетающее активность сообщества микроорганизмов, наблюдалось в первые сутки эксперимента: интенсивность дыхания посравнению с контрольными данными значительно уменьшилась. Степень воздействия на итенсивность дыханиязависела от количества МЭА отходов в смеси, кислотности торфа и времени экспозиции. Спустя трое суток интенсивность дыхания в смеси МЭА отходов небольшой концентрации и торфа с кислой реакцией была почти впять раз больше, чем в контроле. В смеси МЭА и торфа нейтральной реакции установлено постепенное увеличение интенсивности дыхания при обогащении субстрата удобрениями NPK. Установлено, что при интродукциикомплекса дрожжей и микромицета Trichoderma harzianum в субстрат смеси МЭА и торфа их пропагулы остаютсяжизнеспособными и размножаются, способствуя биодеградации МЭА отходов. Данный вывод подтверждает значимое уменьшение токсичности смеси МЭА отходов и торфа по отношению к растениям.

Ключевые слова: микроорганизмы, моноэтиленаминные смолы, загрязнители, токсичность.

Keyword : microorganisms, monoethanolamine, pollutants, degradation