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Poly(L-lactide) mineralisation under environmental conditions is enhanced in earthworm guts

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Hink, Linda ; Rohrbach, Stephan ; Rehkopf, Joey ; Sehl, Elmar ; Agarwal, Seema ; Feldhaar, Heike ; Horn, Marcus A.:
Poly(L-lactide) mineralisation under environmental conditions is enhanced in earthworm guts.
In: Soil Biology & Biochemistry. Bd. 196 (2024) . - 109485.
ISSN 0038-0717
DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109485

Abstract

Microplastic accumulates in various habitats, posing a potential environmental threat. Biodegradable polymers like poly(L-lactide) (PLLA) is a possible eco-friendly alternative to conventional, non-biodegradable plastics. However, biodegradation of PLLA in soil is strongly limited, but is potentially enhanced by soil-dwelling organisms. We recently showed that PLLA exposure positively affected reproduction in the earthworm Eisenia fetida, and increased gut lactate concentrations, indicating the hypothesis of earthworm-enhanced PLLA biodegradation. Thus, 13C-labelled PLLA was used for a 13CO2-tracing approach to monitor PLLA mineralisation in presence and absence of the earthworm E. fetida. Mineralisation of 0.2% of initial PLLA was attributed to the activity of earthworms after two weeks of exposure. Extrapolation assuming zero-order kinetics and limitation of microbial growth suggested a substantially shorter half-life of PLLA in earthworm-amended soils. This finding provides strong evidence that conditions inside the earthworm gut are beneficial for PLLA degradation and provide a basis for the development of mitigation strategies for PLLA microplastic pollution.

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: Microplastic; Soil; Eisenia fetida; ¹³C-PLLA polymerisation; ¹³C-tracing; PLLA; Mineralisation rate
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Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 17 Jun 2024 07:03
Letzte Änderung: 12 Sep 2024 07:46
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/89767