Exploring resource recovery via attached purple phototrophic bacteria for the production of biofertilizer

In recent years, many global challenges have arisen in relation to the increase in the global population, being exacerbated by climate change, including food scarcity issues. This study investigates the feasibility of resource recovery from waste streams in the view of producing sustainable fertilizers using purple phototrophic bacteria (PPB) as environmentally sustainable solution. The research encompasses three core objectives: firstly, identifying suitable supporting materials that can enhance the effectiveness of these bacteria as a biofertilizer by acting as soil conditioners; secondly, studying bacteria attached growth on supporting media; and, finally, improving the settleability of bacteria with the assistance of these supporting materials. The study assesses four distinct supporting materials, namely biochar, spent coffee powder, a magnesium oxide mining byproduct (PC8), and kaolin, with a particular emphasis on optimizing bacteria attached growth. However, it uncovers that biochar, due to its uneven suspension distribution and poor optical properties, restricts bacteria growth in comparison to the control group. Although coffee has potential due to its high nitrogen content, its hydrophobic nature presents challenges necessitating further investigation. PC8 elevates water pH, detrimentally affecting bacteria growth potential, even though it has potential soil conditioning attributes. Amongst the materials studied, kaolin emerges as the most promising supporting material, nearly doubling biomass production while also enhancing light scattering and potentially amplifying light absorption by bacteria.

Negli ultimi anni sono emerse molte sfide globali legate all’aumento della popolazione mondiale, esacerbate dai cambiamenti climatici, tra cui problemi di sicurezza alimentare. Questo studio indaga la fattibilità del recupero di risorse dai flussi di rifiuti al fine di produrre fertilizzanti sostenibili utilizzando batteri fototrofi porpora (PPB) come soluzione sostenibile dal punto di vista ambientale. La ricerca comprende tre obiettivi principali: in primo luogo, identificare materiali di supporto idonei che possano migliorare l’efficacia di questi batteri come biofertilizzante agendo come ammendanti del suolo; in secondo luogo, studiare la crescita batterica su materiali di supporto; e, infine, migliorare la sedimentabilità dei batteri con l'aiuto di materiali di supporto. Lo studio valuta quattro distinti materiali di supporto, ovverosia biochar, polvere di caffè esaurito, un sottoprodotto minerario di ossido di magnesio (PC8) e caolino, con particolare attenzione nei confronti dell’ottimizzazione della crescita batterica. Tuttavia, il biochar è stato escluso a causa della distribuzione non uniforme delle sospensioni e delle scarse proprietà ottiche, limitando la crescita dei PPB rispetto al gruppo di controllo. Sebbene il caffè abbia delle potenzialità grazie al suo elevato contenuto di azoto, la sua natura idrofobica presenta sfide che richiedono ulteriori indagini. Il PC8 aumenta il pH dell’acqua, influenzando negativamente il potenziale di crescita del PPB, anche se ha potenziali attributi di condizionamento del suolo. Tra i materiali studiati, il caolino è emerso come il materiale di supporto più promettente, poiché permette approssimativamente il raddoppio della produzione di biomassa, migliorando al tempo stesso la diffusione della luce e pertanto amplificando potenzialmente l’assorbimento della stessa da parte dei batteri.