Growth of Marine Microalgae in Landfill Leachate and Their Ability as Pollutants Removal

Trop Life Sci Res. 2021 Jun;32(2):133-146. doi: 10.21315/tlsr2021.32.2.9. Epub 2021 Jun 29.

Abstract

Leachate from landfill contains concentrated nutrients that may enter the terrestrial and aquatic environment, including nearby coastal areas. The nutrient contaminants eventually bring harm to marine organisms, including microalgae. This study was performed to investigate the growth of two green microalgal species, i.e. Chlorella sp. and Nannochloropsis sp. in diluted landfill leachate. Besides, the ability of nutrient removal by these microalgal was also explored from the changes of chemical oxygen demand (COD) and nutrients content. The initial and final concentrations of COD, NH3-N, and PO4 3- in the diluted leachate (5%, 10% and 15%) were measured and the growth patterns of these species were determined by counting the cell numbers for 12 days. Comparison of these microalgae showed that the growth rate of Nannochloropsis was significantly higher compared to Chlorella in all leachate concentrations. Leachate at 5% enhanced the growth of both microalgae, while leachates at 10% and 15% decreased their growth as early as at the beginning of the test. It is apparent that the less concentrated leachate discharged into seawater would not pose any toxicity to the environment and would not bear adverse effect to microalgae yet could promote their growth. This study also revealed that the microalgae could remediate leachate pollution by its ability of nutrient removal; thus, leading to the potential application in wastewater bioremediation, including industrial waste and palm oil mill effluent.

Larut lesapan dari tapak pelupusan mengandungi bahan pencemar atau nutrien berkepekatan tinggi yang boleh mencemarkan persekitaran daratan dan akuatik, termasuk kawasan pantai berdekatan. Pada masa ini, pencemaran larut lesapan di kawasan pantai membawa satu kebimbangan yang serius. Bahan pencemar ini boleh membahayakan organisma marin termasuk mikroalga. Kajian ini melaporkan pertumbuhan dua spesis mikroalgal hijau, iaitu Chlorella sp. dan Nannochloropsis sp. di dalam larut lesapan yang telah dicairkan. Perubahan permintaan oksigen kimia (COD) dan kandungan nutrien, iaitu amonia-nitrogen (NH3-N) dan fosfat (PO4 3−) juga dipantau. Corak pertumbuhan mikroalga telah dikenal pasti selepas dikultur di dalam larut lesapan yang telah dicairkan dengan kepekatan 5%, 10% dan 15% selama 12 hari. Bacaan awal COD, NH3-N, dan PO4 3− sebelum kajian dan bacaan akhir COD selepas kajian diukur. Dari segi kepekatan, larut lesapan pada 5% meningkatkan pertumbuhan, sementara larut lesapan pada 10% dan 15% menurunkan pertumbuhan kedua-dua spesis mikroalga seawal permulaan ujian. Perbandingan dari segi spesis mikroalga pula menunjukkan bahawa kadar pertumbuhan Nannochloropsis jauh lebih tinggi berbanding Chlorella dalam semua kepekatan larut lesapan yang diuji. Walau bagaimanapun, dalam larut lesapan berkepekatan 5%, Chlorella menunjukkan keupayaan untuk menyah nutrien berlebihan dengan lebih cekap berbanding Nannochloropsis. Secara keseluruhan, kajian ini memberi gambaran bahawa larut lesapan yang berkepekatan rendah di dalam air laut tidak akan menimbulkan kesan buruk kepada alam sekitar dan mikroalga, tetapi sebaliknya dapat meningkatkan pertumbuhan mikroalga tersebut. Kajian ini juga mendedahkan bahawa mikroalga boleh membantu dalam mengurangkan pencemaran oleh larut lesapan disebabkan keupayaannya dalam menyingkirkan lebihan nutrien. Oleh itu, kajian ini merintis kepada potensi penggunaan mikroalga di dalam bidang bioremediasi air sisa, termasuklah untuk sisa industri dan air kumbahan dari kilang minyak sawit.

Keywords: Ammonia-Nitrogen; Chemical Oxygen Demand; Chlorella sp.; Keperluan Oksigen Kimia; Nannochloropsis sp.