ベンゼンとo-キシレンの混合物の微生物活性と生分解に及ぼす自然および酸性pHでの界面活性剤の影響

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Chemosphere.2020 Jul;260:127471. S0045-6535(20)31665-9. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127471.Epub 2020-07-02.

ベンゼンとo-キシレンの混合物の微生物活性と生分解に及ぼす自然および酸性pHでの界面活性剤の影響

Effect of surfactants at natural and acidic pH on microbial activity and biodegradation of mixture of benzene and o-xylene.

Shooka Khoramfar
Kim D Jones
Jalil Ghobadi
Parisa Taheri

PMID: 32682129 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127471.

抄録

本研究の目的は、液体混合物中の2つの疎水性VOCであるベンゼンとo-キシレン（BX）のバイオアベイラビリティと生分解性を向上させるために、pHを下げ、界面活性剤（Brij 35、Tween 20、Saponin）を塗布することの効果を調べることであった。実験はすべて中性および酸性pHで実施し、細菌から真菌への集団変化がBXの生分解に及ぼす影響を評価した。実験の結果、廃水をpH4に馴染ませることで、真菌とバクテリアの比率が増加することが示された。また、pH4の無添加培養では、pH7と比較してベンゼンが11％、o-キシレンが22％増加した。 BXのバイオアベイラビリティーを向上させるために最適な界面活性剤としてBrij35を選択した。実験データを疑似一次分解速度モデルに当てはめたところ、最適な界面活性剤の存在下では、pH4よりもpH7の方がBXの生分解速度が速いことが示された。

The aim of this work was to explore the effect of lowering pH and application of surfactants (Brij 35, Tween 20 and Saponin) in increasing bioavailability and biodegradability of benzene and o-xylene (BX) as two hydrophobic VOCs in a liquid mixture. All experiments were conducted at neutral and acidic pH to evaluate the effect of population change from bacteria to fungi on the BX biodegradation. The experiments demonstrated that acclimating wastewater inoculum at pH 4 increased the fungal to bacterial ratio. An increase of 11% for benzene and 22% for o-xylene was observed at pH 4 unamended-culture as compared to pH 7. Brij 35 was chosen as the optimum surfactant which was favorable for enhancing the bioavailability of BX at pH 4. Fitting the experimental data to pseudo first-order biodegradation kinetics model showed the BX were biodegraded faster in the presence of optimum surfactant at pH 7 than pH 4.