Microbial mineralization of diisopropanolamine

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Abstract

Diisopropanolamine (DIPA) is a “sweetening agent” used to remove hydrogen sulfide from sour natural gas, and it is a contaminant at some sour gas treatment facilities in western Canada. To investigate the biodegradation of this alkanolamine, 14C-DIPA was used in anaerobic and aerobic mineralization studies. Between 3 and 78% of the radioactivity from this compound was released as 14CO2 in sediment-enrichment cultures incubated under nitrate-reducing conditions. Similarly, 12-78% of the label was converted to 14CO2 in sediment-enrichment cultures incubated under Mn(IV)-reducing conditions. These activities were observed at 8°C, a typical groundwater temperature in western Canada, and at 28°C. In contrast, DIPA-degrading activity was difficult to sustain under Fe(III)-reducing conditions, and <25% of the radioactive label from 14C-DIPA was liberated as 14CO2. Two mixed cultures and two isolates (both irregular, non-sporeforming, Gram-positive rods) were used to assess aerobic mineralization of 14C-DIPA. The aerobic mixed cultures released 73 and 79% of the radioactive label as 14CO2, whereas the pure cultures liberated only 39 and 47% as 14CO2. Between one-third and one-half of the nitrogen from DIPA was found as ammonium-N in aerobic batch cultures. These results clearly demonstrate that DIPA is mineralized under a variety of incubation conditions.

La diisopropanolamine (DIPA) est un “agent édulcorant” utilisé pour éliminer le sulfure d'hydrogène dans le gaz naturel qui en contient et elle est un contaminant dans certaines usines de traitement dans ce genre de gaz dans l'Ouest du Canada. Dans cette étude sur la biodégradation de cette alcanolamine, la 14C-DIPA a été utilisée dans des mesures de minéralisation aérobie et anaérobie. Entre 3 et 78% de la radioactivité de ce composé était libérée sous forme de 14CO2 dans des cultures enrichies de sédiments incubées dans des conditions de réduction des nitrates. De façon identique, 12-78% du composé marqué était transformé en 14CO2 dans des cultures enrichies de sédiments placées dans des conditions de réduction de Mn(IV). Ces réactions ont été observées à 8°C, une température typique des eaux souterraines dans l'Ouest du Canada et à 28°C. A l'inverse, la dégradation de la DIPA se maintenait difficilement dans des conditions de réduction de Fe (III) et <25% du marqueur de 14C-DIPA était libéré en 14CO2. Deux cultures mixtes et deux isolats (bâtonnets à Gram positif, irréguliers, non-sporulants) ont servi à mesurer la minéralisation aérobie de 14C-DIPA. Les cultures mixtes en aérobiose, ont libéré 73 et 79% du marqueur sous forme de 14CO2 alors que les cultures pures ont produit seulement 39 et 47% de 14CO2. Dans les cultures en batch en aérobiose, entre un tiers et une demie d'azote de la DIPA a été retrouvé sous forme de N-ammonium. Ces résultats démontrent clairement que la DIPA est minéralisée dans plusieurs conditions d'incubation. [Traduit par la Rédaction]

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