Action modes of surfactants on biodegradation of Wudong low-rank coal by Pseudomonas aeruginosa

Abstract

Adding surfactants is an effective method to improve the biodegradation rate of coal. In this study, the action modes of nonionic Triton X-100, anionic surfactant SDS and cationic surfactant DTAB on the biodegradation of Xinjiang Wudong low-rank coal by Pseudomonas aeruginosa were investigated. By measuring cell membrane permeability and cell surface hydrophobicity of Pseudomonas aeruginosa, it was found that the permeability of cell membrane was enhanced under the action of Triton X-100, and reached the highest at 4 CMC, while SDS and DTAB inhibited the permeability of cell membrane. Cell surface hydrophobicity increased under the influence of Triton X-100, SDS and DTAB and reached a maximum at CMC. According to the effects of surfactants on the degradation rates of coal, it was shown that the improvement of cell membrane permeability could promote the degradation of coal, but the increase of cell surface hydrophobicity could inhibit the degradation of coal. When Triton X-100, SDS and DTAB were all at their optimal concentrations for the growths of Pseudomonas aeruginosa, the coal biodegradation rates reached 78.63 %, 55.93 % and 20.93 %, respectively. The adsorption experiment of bacteria on the coal surface and the low-temperature nitrogen adsorption experiment of coal presented that the improvement of permeability of cell membrane was the main factor for Triton X-100 to improve the coal degradation rate, even if it can slightly increase cell surface hydrophobicity. For SDS and DTAB, the decrease of cell membrane permeability and the increase of cell surface hydrophobicity are all not conducive to the biodegradation of coal.

Effects of the anionactive surfactant sodium dodecyl sulfate on the adhesion of cells of the strain <i>Micrococcus luteus</i> 1-i to the surface of carbon materials

“…Отмеченное выше положительное действие определенных концентраций ДСН на сорбцию бактерий M. luteus 1-и на БАУ, углеволокнистом войлоке и углеродной ткани согласуется с результатами других авторов. Например, схожие эффекты были описаны в работе [27] при исследованиях с бактериальным штаммом Pseudomonas aeruginosa. В этом случае под действием ДСН в концентрации, соответствующей критической концентрации мицеллообразования (8,3 мМ/л), величина адсорбции бактерий на поверхности углеродных сорбентов увеличивалась.…”

“…В этом случае под действием ДСН в концентрации, соответствующей критической концентрации мицеллообразования (8,3 мМ/л), величина адсорбции бактерий на поверхности углеродных сорбентов увеличивалась. Авторы предположили, что, возможно, это связано с тем, что поверхность углеродных сорбентов имеет отрицательный заряд, а ДСН является анионным ПАВ с положительным зарядом, что может увеличить адсорбционную способность бактерий на поверхности сорбентов [27]. К аналогичным выводам приходили и другие исследователи [28−30].…”