Silvija Strikauska

The effects of woodchip- and straw-derived biochars on the persistence of the herbicide 4-chloro-2-methylphenoxyacetic acid (MCPA) in soils.

Sorption and degradation are the primary processes controlling the efficacy and runoff contamination risk of agrochemicals. This study assessed the influence of two biochars, made from woodchips and straw at a pyrolysis temperature of 725°C and applied to a loamy sand and a sandy soil in the concentration of 5.3 g 100 g(-1) sandy soil and 4.1 g 100 g(-1) loamy sand soil, or 53 t ha(-1) for both soil types, on degradation of the herbicide 4-chloro-2-methylphenoxyacetic acid (MCPA). Soils were spiked with 50 mg MCPA kg(-1) soil. In the sandy soil, significantly more MCPA remained after 100 days if amended with straw-derived biochar in comparison to wood-derived biochar. Both biochars types significantly increased urease activity (p<0.05) after 37 days in the loamy sand soil, but these differences disappeared after 100 days. A root and shoot elongation test demonstrated that the soils containing straw-derived biochar and spiked with MCPA, showed the highest phytotoxicity. Both biochars were found to retard MCPA degradation in loamy sand and sandy soils. This effect could not be explained only by sorption processes due to comparatively low developed micro/mesoporous structure of both biochars shown by BET surface analysis. However, an enhanced MCPA persistence and soil toxicity in sandy soil amended with straw biochar was observed and further studies are needed to reveal the responsible mechanisms.

Effect of humic-rich peat extract on plant growth and microbial activity in contaminated soil / Ar humusvielām bagāta kūdras ekstrakta ietekme uz augu augšanu un mikroorganismu aktivitāti piesārņotā augsnē

Abstract The aim of this work was to compare the effect of 1 % and 5 % humic substances (HS) on the growth of bean, wheat, rape and cress, as well as microbial activity (respiration, enzyme activity) in sandy loam soil spiked with a complex contamination, derived from municipal waste. The results of 23 days pot vegetation experiment demonstrated the stimulating effect of HS on the plant growth and soil microbial activity. Humusvielu kūdras ekstrakts (HKE), kas satur augu un dzīvnieku valsts sadalīšanās produktus, raisa lielu zinātnisko interesi augsnes auglības un revitalizācijas jomā. Darbā izmantojamais HKE tika iegūts kūdras ekstrakcijas rezultātā saskaņā ar standarta metodi. Kūdras humīnskābes satur C 52 %; H 5 %, N 1.6 %, S 0.5 %, О - 32-43 %, pelnus 2 %. Iegūtie rezultāti pēc Van-Klevelena metodes liecināja, ka analizējamais materiāls ir organisko vielu sadalīšanās sākotnējā stadijā. Eksperiments tika veikts laboratorijas apstākļos 23 dienas kultivējot kviešus, pupas, rapsi un kressalātus. Eksperimentiem izmantota smilšmāla augsne, kas iegūta municipālo atkritumu glabātuves apkārtnē. Katrā izmēģinājuma traukā bija 32 g (50 ml) augsnes, 0,5 ml (1 tilp. %) vai 2.5 ml (5 tilp. %) HKE, kā arī 20 ml toksiska infiltrāta, kas iegūts atkritumu glabāšanas vietā. Visu testējamo augu virszemes daļas biomasas pieaugums bija lielāks variantos ar nepiesārņoto augsni. HEK pievienošana stimulēja pupiņu un kressalātu sakņu sistēmas attīstību nepiesārņotā augsnē, bet kviešiem un rapsim - piesārņotā augsnē. HEK stimulējošā ietekme uz augsnes mikroorganismiem tika novērota variantos ar kviešiem, pupiņām un rapsi. Statistiski ticami iegūti ureāzes aktivitātes palielināšanās rezultāti piesārņotā augsnē ar HEK piedevu kviešiem (p = 0.005) un rapsim (p = 0.027). Variantā ar kressalātiem HEK nomāc mikroorganismu ureāzes un fluoresceīna diacetāta aktivitāti. Variantos ar rapsi HEK pievienošana piesārņotai augsnei ievērojami stimulēja augsnes mikrofloras substrāta inducēto elpošanu. Tādejādi HEK ietekmi uz testējamo augu augšanu un augsnes mikroorganismu aktivitāti var novērtēt kā sugasspecifisku. Iegūtie rezultāti liecina, ka HEK efekts ir atkarīgs no augsnes piesārņojuma un humātu iedarbības izraisītā mehānisma komplicēto fizikāli-ķīmisko un bioloģisko procesu kopumā. Optimālai HEK izmantošanai biotehnoloģiskajos procesos augsnes kvalitātes uzlabošanā ir nepieciešami tālāki pētījumi.

Optimization of Nitrification Process by a Bacterial Consortium in the Submerged Biofiltration System with Ceramic Bead Carrier

Laboratory-scale solid phase submerged system was developed to study the process of ammonium biodegradation. Ceramic beads were found to be an appropriate carrier material for the attachment of thePNN bacterial consortium (Pseudomonas sp., Nitrosomonas sp., Nitrobacter sp.) exhibiting nitrification/denitrification activity. This consortium was previously isolated from a biological activated sludge process at a fish factory wastewater treatment plant. Three organic amendments - molasses, humic acid extract, and malt extract - were used for the ceramic bead pretreatment. Molasses significantly enhanced (p<0.05) the process of bacteria attachment onto the ceramic carrier and further ammonium removal from the bulk liquid media. The addition of 0.45% fructose to the column notably enhanced ammonium oxidation, as demonstrated by more rapid formation of nitrites in the medium when compared to the sets without sugars. The results of this study could be incorporated in a larger-scale test of a biofiltration column using wastewater from a fish processing factory.

Physicochemical Pretreatment of Contaminated Microfibre Cloths after Their Use in Waterless Car Wash / Ar virsmas aktīvām vielām piesārņotu bezūdens automašīnu tīrīšanas mikrošķiedru audumu fizikāli-ķīmiskā priekšapstrāde.

Abstract Contaminated microfibre cloths (80 % polyester and 20 % polyamide) which were previously used in waterless car cleaning process were treated in ultrasonic bath. Efficiency of water, ethanol, 2-propanol and ethylene glycol as liquid phase for ultrasonic treatment was compared. Chemical oxygen demand (COD), concentration of surfactants and total nitrogen in the extract were tested after 0 min, 10 min, 30 min and 60 min ultrasonic (US) exposure (42 kHz). In all cases the COD values gradually increased in a time dependent manner from 6 % to 35 % with ethanol, from 17 % to 37 % with ethyleneglycol and from 17 % to 33 % with 2-propanol at 10 to 60 min US mode, respectively. Bezūdens automašīnu mazgāšana pamatojas uz virsmas apstrādi ar mazgājamo līdzekli, kas satur virsmas aktīvās vielas, vaskus un citus savienojumus, kas ir biodegradējami un nav toksiski. Šī līdzekļa noslaucīšanai no automašīnu virsmas, neizmantojot ūdeni, pielieto mikrošķiedras audumu (80 % poliesters un 20 % poliamīds). Lai atkārtoti izmantotu šo audumu, pētīja tā mazgāšanas priekšapstrādes efektivitāti dažādos šķīdinātājos (ūdens, etanols, etilēnglikols un 2-propanols) pie dažādiem ultraskaņas režīmiem (42 kHz, ekspozīcijas laiks 0 min, 10 min, 30 min un 60 min). Izvērtēja dažādu šķīdinātāju efektivitāti audumu attīrīšanā no netīrumiem, tīrīšanas līdzekļa virsmas aktīvām vielām un vaskiem. Analizējamā šķīdumā noteica ķīmiskā skābekļa patēriņu (ĶSP), virsmas aktīvo vielu daudzumu, kopējā slāpekļa daudzumu (Nkop) un šķīduma duļķainību. Priekšapstrādes procesos visos gadījumos ĶSP palielinājās, palielinoties ultraskaņas ekspozīcijas laikam no 10 min līdz 60 min: etanola gadījumā no 6 % līdz 35 %, etilēnglikola gadījumā no 17 % līdz 37 % un 2-propanola gadījumā no 17 % līdz 32 %. Mikrošķiedras audumu priekšapstrāde, nepielietojot ultraskaņu, nepalielināja analizējamo šķīdumu ĶSP. Nkop un virsmas aktīvo vielu koncentrācija mikrošķiedras audumu priekšapstrādes šķīdumos (izņemot ūdeni) palielinājās, attiecīgi palielinot ultraskaņas ekspozīcijas laiku no 0 min līdz 60 min. Ultraskaņas ekspozīcijas laiks praktiski neietekmēja virsmas aktīvo vielu koncentrāciju ūdens šķīdumā un sasniedza 0,18 %. Visefektīvākais no testējamajiem priekšapstrādes variantiem bija ultraskaņas ekspozīcijas laiks 60 min 2-propanola šķīdumā. Nkop un virsmas aktīvo vielu koncentrācija analizējamā paraugā attiecīgi sasniedza 200 mg·L−1 un 0.24 %. Optimālo priekšapstrādes variantu noteikšanai, kā arī iegūto šķīdumu ar augstu ĶSP tālākai izmantošanai ir nepieciešami tālāki pētījumi.