A bioremediation process based on the application of Rhizobium sp. I3 and Ramie (Boehmeria nivea L.) in lead contaminated soils

Rosariastuti, Retno; Sudadi; Supriyadi; Prasasti, Faradifan Sastra

Environmental pollution by heavy metals, especially lead (Pb), is one of the most serious environmental problems. The existence of excessive Pb in the soil will cause soil degradation and threaten the ecosystem of life on the land, therefore remediation needs to be done. Ramie (Boehmeria nivea L.) is known to have hyperaccumulatory qualities. Therefore, it can be used as bioremediation agent. This study was done to determine the effect of inorganic fertilizers, Rhizobium sp. I3 and cow manure in an effort to reduce soil Pb levels with Ramie plants. The research was conducted from May to November 2017 in Karanganyar Regency, Central Java Province, Indonesia in paddy fields directly adjacent to the textile industry contaminated by Pb. The experimental design was factorial with a Completely Randomized Block Design as the based design, consisting of 3 factors: inorganic fertilizer (P0: without inorganic fertilizer, P1: with inorganic fertilizer), bioremediation agents (B0: without bioremediation agents, B1: with Rhizobium sp. I3, B2: with cow manure), and plant (T0: without plant, T1: with Ramie). The experiment was repeated three times. Data were analyzed by statistical analysis using ANOVA significance level of 95% continued by T-test or Duncan Multiple Range Test, significance level of 95%, as well as a correlation test. The results showed that the combination of inorganic fertilizer + Rhizobium sp. I3 + Ramie (P1B1T1) had the highest Pb absorbtion of 29.98 μg g–1 (45% higher than control) and was able to reduce soil Pb levels by 9.29 μg g–1 from initial soil Pb level. P1B1T1 had the most effective bioremediation value of 60.35%, a difference of 12.22% in comparison to the control (48.13%). Bioremediation using Rhizobium sp. I3 was better than using cow manure; because it can reduce soil Pb levels in the soil with the highest effectiveness of bioremediation.

Umweltverschmutzung durch Schwermetalle, insbesondere Blei (Pb), ist eines der schwerwiegendsten Umweltprobleme. Das Vorhandensein von übermäßigem Pb im Boden führt zu einer Verschlechterung des Bodens und gefährdet das Ökosystem des Landlebens. Daher muss eine Sanierung durchgeführt werden. Ramie (Boehmeria nivea L.) hat bekanntlich hyperakkumulative Eigenschaften und kann als Bioremediationsmittel verwendet werden. In dieser Studie wurde die Wirkung von anorganischen Düngemitteln, Rhizobium sp. I3 und Kuhdung getestet, um mit Ramie-Pflanzen den Bleigehalt im Boden zu senken. Die Forschung wurde von Mai bis November 2017 in Karanganyar, Zentral-Java, Indonesien in Reisfeldern durchgeführt, die direkt an die Textilindustrie angrenzen und mit Blei kontaminiert waren. Der Versuchsaufbau war faktoriell mit einem vollständig randomisierten Blockdesign und bestand aus 3 Faktoren: Anorganischer Dünger (P0: ohne anorganische Dünger, P1: mit anorganischem Dünger), Bioremediationsmittel (B0: ohne Bioremediationsmittel, B1: mit Rhizobium sp. I3, B2: mit Kuhdung) und Pflanze (T0: ohne Pflanzen, T1: mit Ramie) und wurde dreimal wiederholt. Die Daten wurden durch statistische Analyse unter Verwendung eines ANOVA-Signifikanzniveaus von 5% analysiert, gefolgt von einem T-Test oder einem Duncan Multiple Range Test mit einem Signifikanzniveau von 5% sowie einem Korrelationstest. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kombination aus anorganischem Dünger + Rhizobium sp. I3 + Ramie (P1B1T1) die höchste Bleiaufnahme gegenüber dem anfänglichen Bodenbleiniveau von 29,98 μg g–1 (45% höher als bei der Kontrolle) aufwies und die Bleigehalte um 9,29 μg g–1 senken konnte. P1B1T1 hatte mit 60,35% den höchsten Wert für die Wirksamkeit der Bioremediation, eine um 12,22% höhere Differenz zur Kontrolle (48,13%). Die Bioremediation unter Verwendung des Bakteriums Rhizobium sp. I3 war besser als bei der Verwendung von Kuhdung, da es den Bleigehalt des Bodens bei höchster Wirksamkeit der biologischen Sanierung verringern kann.

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Rosariastuti, Retno / Sudadi / Supriyadi / et al: A bioremediation process based on the application of Rhizobium sp. I3 and Ramie (Boehmeria nivea L.) in lead contaminated soils. 2020.

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