Le persulfate de sodium et le permanganate de potassium inhibent les archées méthanogènes et la méthanogenèse dans le lisier de bovins laitiers stocké

Citation

Habtewold, J., Gordon, R., Voroney, P., Sokolov, V., VanderZaag, A., Wagner-Riddle, C., Dunfield, K. (2018). Sodium persulfate and potassium permanganate inhibit methanogens and methanogenesis in stored liquid dairy manure. Journal of Environmental Quality, [online] 47(4), 786-794. http://dx.doi.org/10.2134/jeq2018.01.0054

Résumé en langage clair

Le lisier de bovins laitiers stocké peut produire des émissions de méthane (CH4), et des stratégies d’atténuation sont nécessaires pour réduire ces émissions. La présente étude porte sur trois additifs chimiques (le persulfate de sodium, le permanganate de potassium et l’hypochlorite de sodium) et vise à en évaluer les effets sur les communautés microbiennes et la production de CH4. Nous avons pu déterminer les quantités de différents microorganismes aux jours 0, 60 et 120 en effectuant des analyse en laboratoire. Nous avons utilisé le rapport CH4/CO2 dans l’espace au-dessus du lisier pour évaluer la production de méthane. Les résultats ont montré que le persulfate de sodium et le permanganate de potassium réduisaient le rapport CH4/CO2 et avaient un effet négatif sur la croissance des microorganismes producteurs de méthane, ce qui laisse entendre que ces additifs pourraient réduire la production de CH4. L’hypochlorite de sodium à lui seul n’a ni limité la croissance des microorganismes producteurs de méthane ni réduit le rapport CH4/CO2. L’ajout de persulfate de sodium et l’ajout de permanganate de potassium seraient d’autres moyens de réduire les émissions de CH4 provenant du lisier de bovins laitiers stocké. Il faudra toutefois mener d’autres études pour évaluer les effets environnementaux associés à ces méthodes et les caractéristiques du lisier ainsi traité.

Résumé

© American Society of Agronomy, Crop Science Society of America et Soil Science Society of America. 5585 Guilford Rd., Madison, WI 53711, États-Unis. Le lisier de bovins laitiers stocké étant une source importante de méthane (CH4), des stratégies d’atténuation efficaces sont nécessaires. Nous avons évalué l’effet du persulfate de sodium (Na2S2O8), du permanganate de potassium (KMnO4) et de l’hypochlorite de sodium (NaOCl) sur l’abondance des communautés microbiennes et la production de CH4 dans le lisier de bovins laitiers. Nous avons incubé du lisier de bovins laitiers traité avec différentes doses de ces produits chimiques ou combinaisons de ces produits (1, 3, 6 et 9 g ou mL L-1 de lisier) dans des conditions anoxiques à 22,5 ± 1,3 °C pendant 120 jours. Le lisier non traité et le lisier traité au 2-bromoéthanesulfonate de sodium (BES) ont été inclus comme témoins négatif et positif, respectivement, tandis que le lisier traité à l’acide sulfurique (H2SO4) a servi de référence. Nous avons utilisé une réaction en chaîne de la polymérase quantitative en temps réel pour quantifier l’abondance des bactéries et des archées méthanogènes aux jours 0, 60 et 120. Le rapport CH4/CO2 dans la marge de remplissage a été utilisé comme indicateur indirect pour déterminer la production de CH4. Contrairement à l’abondance des bactéries, l’abondance des archées méthanogènes et le rapport CH4/CO2 variaient selon les traitements. L’ajout de 1 à 9 g de Na2S2O8 et de KMnO4 L-1 de lisier a réduit l’abondance des archées méthanogènes (jusqu’à ~28 %) et le rapport CH4/CO2 maximal (qui était jusqu’à 92 fois moins élevé). Sauf à la dose la plus faible, les combinaisons de produits chimiques ont également réduit l’abondance des archées méthanogènes (jusqu’à ~17 %) et le rapport CH4/CO2 (qui était jusqu’à neuf fois moins élevé), mais aucun effet n’a été observé lorsque le NaOCl était utilisé seul à 3 %. Le rapport CH4/CO2 était jusqu’à deux fois moins élevé après l’acidification du lisier, mais il n’y a eu aucune incidence sur l’abondance des archées méthanogènes. Les résultats donnent à penser que l’ajout de Na2S2O8 et l’ajout de KMnO4 seraient d’autres moyens de réduire les émissions de CH4 provenant du lisier de bovins laitiers stocké. Il faudra toutefois effectuer une évaluation approfondie et à plus grande échelle des effets environnementaux associés à ces méthodes, et évaluer les caractéristiques du lisier ainsi traité.

Date de publication

2018-07-01

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