Phân hủy sinh học kị khí của sulfonat đồng phân mạch thẳng (LAS) trong các bể phản ứng bùn kị khí dòng chảy lên (UASB)

José L. Sanz1, Elayne Culubret1, Juan de Ferrer2, Alfonso Moreno2, José L. Berna2
1Unit of Applied Microbiology, Centre of Molecular Biology, Autónoma University of Madrid, Madrid, Spain
2Petroquímica Española (Petresa), Madrid, Spain

Tóm tắt

Sự phân hủy sinh học kị khí của Sulfonat đồng phân mạch thẳng (LAS) đã được nghiên cứu trong các bể phản ứng bùn kị khí dòng chảy lên (UASB). Một bể phản ứng được cấp chất nền dễ phân hủy và dung dịch LAS thương mại trong thời gian 3 tháng (Bể phản ứng 1), trong khi bể phản ứng thứ hai được cấp dung dịch LAS thương mại mà không có đồng chất nền (Bể phản ứng 2) trong 4 tháng. Cả hai bể phản ứng đều hoạt động với tốc độ tải hữu cơ 4–5 mg-LAS/l*ngày và thời gian giữ thủy lực là một ngày. Mức độ phân hủy LAS được xác định qua việc cân bằng khối lượng đầy đủ. LAS được phân tích bằng HPLC trong pha lỏng (dòng nước vào và ra của các bể phản ứng) cũng như trong pha rắn (bùn hạt được sử dụng làm sinh khối). Kết quả chỉ ra mức loại bỏ cao (phân hủy sinh học chính: 64–85%). Sự phân hủy sinh học cao hơn trong điều kiện không có đồng chất nền bên ngoài so với khi có nguồn carbon bổ sung. Điều này cho thấy rằng chất tẩy rửa có thể được sử dụng một phần như nguồn carbon và năng lượng bởi vi khuẩn kị khí. Dưới các điều kiện hoạt động được sử dụng, không quan sát thấy sự ức chế hoạt động sản xuất methane hoặc bất kỳ tác động tiêu cực nào khác đến sinh khối do sự hiện diện của LAS. Hoạt động sản xuất methane vẫn cao và ổn định trong suốt cuộc thí nghiệm.

Từ khóa

#phân hủy sinh học kị khí #LAS #bùn kị khí dòng chảy lên #HPLC #sản xuất methane

Tài liệu tham khảo

Almendariz FJ, Méraz M, Soberón G &; Monroy O (2000) Degradation of lineal alkylbenzene sulphonate (LAS) in an acidogenic reactor bioaugmented with a Pseudomonas aeruginosa (M113) strain. In: Foresti E, Chernicharo CA, Kato MT, Florencio L &; Santos E (Eds) Proceedings VI Oficina e Seminário Latino-Americano de Digestao Anaeróbia, Recife, Brasil, November 2000 (pp 278–284). Editora Universitária da UFPE

Angelidaki I, Haagensen F &; Ahring BK (2000) Anaerobic transformation of LAS in CSTR treating sewage sludge. In: Proceedings 5th World Surfactants Congress CESIO 2000, Fortezza da Basso, Firenze, Italia, May-June 2000, pp 1551–1557

Berna JL, Ferrer J, Moreno A, Prats D &; Ruiz Bevia F (1989 The fate of LAS in the environment. Tenside Surf. Det. 26: 101–107

Birch RR, Biver C, Campagna R, Gledhill WE, Pagga U, Steber H, Reust H &; Bontinck WJ (1989) Screening chemicals for anaerobic biodegradability. Chemosphere 19: 1527–1550

Bresan M, Brunetti R, Casellato S, Fava GC, Giro P, Marin M, Negrisolo P, Tallandini L, Thomann S, Tosoni L, Turchetto M &; Campesan GC (1989) Effects of LAS on benthic organisma. Tenside Surf. Det. 26: 148–158

Clesceri LS, Greenberg AE &; Trussel (eds) (1995) Standard methods for the examination of water and wastewater, 19th edn. APHA-AWWA-WEF, Washington

Denger K, Kertesz MA, Vock EH, Schön R, Mägli A &; Cook AM (1996) Anaerobic desulfonation of 4-tolylsulfonate and 2-(4-sulfophenyl)butyrate by a Clostridium sp. Appl. Environ. Microbiol. 62: 1526–1530

Denger K &; Cook AM (1999) Linear alkylbenzenesulphonate (LAS) bioavailable to anaerobic bacteria as a source of sulphur. Note: J. Appl. Microbiol. 86: 165–168

ECETOC (European Center Ecotoxicology and Toxicology of Chemicals) (1988) Technical report No. 28, Brussels

Feijtel TCJ, Struijs J &; Matthijs E (1999) Exposure modeling of detergent surfactants. Prediction of 90th-percentile concentrations in The Netherlands. Environ. Toxicol. Chem. 18: 2645–2652

Gerike P, Winkler K, Schneider W &; Jakob W(1989) Residual LAS in German Rivers. Tenside Surf. Det. 26: 136–140

Giger W, Alder AC, Brummer PH, Marcomimi A &; Siegrist H (1989) Behaviour of LAS in sewage sludge treatment and in sludge-treated soil. Tenside Surf. Det. 26: 95–100

González-Mazo E, Honing M, Barceló D &; Gómez-Parra A (1997) Monitoring long-chain intermediate products from the degradation of LAS in the marine environment by solid-phase extraction followed by liquid chromatography/ionspray mass spectrometry. Environ. Sci. Technol. 31: 504–510

Haagensen F, Mogensen AS, Angelidaki I &; Ahring BK. Transformation of LAS during anaerobic digestion of sewage sludge (submitted to Water Res.)

Hrsak D (1995) Aerobic transformation of linear alkylbenzenesulphonates by mixed methane-utilizing bacteria. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 28: 265–272

León VM, González-Mazo E, Forja JM &; Gómez-Parra A (2000) Identification of LAS biodegradation intermediates in anoxic marine coastal sediments. In: Proceedings 5th World Surfactants Congress CESIO 2000, Fortezza da Basso, Firenze, Italia, May-June 2000, pp 1638–1643

Marques ML, Silva J &; Roseiro JC (1997) Co-metabolism and microbial growth in the biodegradation of alkylbenzenesulphonates. Lett. Appl. Microbiol. 24: 435–437

Matthijs E &; De Henau H (1987) Determination of LAS. Tenside Surf. Det. 24: 193–199

Matthijs E, Holt MS, Kiewiet A &; Rijs GBJ (1999) Environmental monitoring for linear alkylbenzene sulfonate, alcohol ethoxylate, alcohol ethoxy sulfate, alcohol sulfate, and soap. Environ. Toxicol. Chem. 18: 2634–2644

Mogensen AS &; Ahring BK (2002) Formation of metabolites during biodegradation of Linear Alkylbenzene Sulfonate in an Upflow Anaerobic Sludge Bed reactor under thermophilic conditions. Biotechnol Bioengin 77: 483–488

Moreno A, Ferrer J, Bravo J, Berna JL &; Cavalli L (1998) Effect of the alkyl chain and concentration of linear alkylbenzene sulfonate on biodegradation kinetics. Tenside Surf. Det. 35: 375–378

Painter MA &; Zabel T (1989) The behaviour of LAS in sewage treatment. Tenside Surf. Det. 26: 108–115

Plassche EJ van de Bruijn JHH de, Stephenson RR, Marshall SJ, Feijtel TCJ &; Balanger SE (1999) Predicted no-effect concentrations and risk characterization of four surfactants: LAS, alcohol ethoxylates, alcohol ethoxylated sulfates, and soap. Environ Toxicol. Chem. 18: 2653–2663

Prats D, Rodríguez M, Llamas JM, Muela MA de la Ferrer J, Moreno A &; Berna JL (2000) The use of specific analytical methods to assess the anaerobic biodegradation of LAS. In: Proceedings 5th World Surfactants Congress CESIO 2000, Fortezza da Basso, Firenze, Italia, May-June 2000, pp 1638–1643

Sanz JL, Rodríguez N &; Amils R (1996) The action of antibiotics on the anaerobic digestion process. Appl. Microbiol. Biotechnol. 46: 587–592

Sanz JL, Rodríguez N &; Amils R (1997) Effect of chlorinated aliphatic hydrocarbons on the acetoclastic methanogenic activity of granular sludge. Appl. Microbiol Biotechnol 47: 324–328

Sanz JL, Rodríguez N, Amils R, Berna JL, Ferrer J &; Moreno A (1999) Anaerobic biodegradation of LAS. Inhibition of the methanogenic process. La Rivista Italiana Delle Sostanze Grasse. LXXVI: 307–311

Sarracin L, Limouzin-Maire Y &; Rebouillon P (1999) Evaluation of linear alkylbenzenesulfonate (LAS) biodegradability in sediment by solid-phase extraction and HPLC analysis. Toxicol. Environ. Chem. 69: 487–498

Tan NCG (2001) Integrated and sequencial anaerobic/aerobic biodegradation of azo dyes. PhD Thesis. Wageningen University, Wageningen, The Netherlands

Verge C &; Moreno A (1996) Toxicity of anionic surfactants to the bacterial population of a wastewater treatment plant. Tenside Surf. Det. 33: 323–327

Waters J &; Feijtel TCJ (1995) AIS/CESIO Environmental surfactant monitoring programme outcome of five national pilot studies on LAS. Chemosphere 30: 1939–1956