Vermitransformation of biodegradable disposable tableware

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. The recycling efficiency of disposable tableware can be increased with the help of vermiculture. The optimization of the substrate composition on the basis of the potential toxicity of biodegradable tableware and the use of earthworm prefererence reaction is necessary.

Purpose. The aim of this study was to test the potential toxicity of water extracts from biodegradable tableware sold on the Irkutsk market and find the optimal feed mixtures for tableware vermiculture.

Materials and methods. Disposable sugar cane and corn starch tableware were used in the study (Green Mystery, Eco Friendly, etc.). The level of toxicity of the water extracts of the biodegradable samples was measured using the test-objects: small duckweed (Lemna minor L.), the seeds of Lepidium sativum and terrestrial oligochaetes (Eisenia foetida andrei Bouche). Mature worms were put into the substrate to assess the ability of E. foetida to process biodegradable disposable sugar cane tableware.

Results. Biodegradable disposable sugar cane tableware accounts for 23.5 % of the Irkutsk market. Biotesting conducted on the test plants has revealed the safety of sugar cane tableware.  The growth rate of duckweed fronds has increased by 5.7-6.3%, there has been an increase by 1.8% in the aqueous corn starch extract. The experiment on oligochaete survival has proved the safety of sugar cane tableware (100 % survival). Corn starch tableware has shown a little toxicity. The length of the sprouts of L. sativum has decreased and made up 20±1.2%, 33±3.5% of earthworms of E. foetida used in biotesting on earthworms were unviable. After earthworm incubation in the substrate with sugar cane tableware the number of young earthworms has gone up by 69.2±3.0%, the cocoons – 154.5±4.5%.

Conclusion. Biodegradable disposable sugar cane tableware can be used for vermitransformation.

About the authors

Elena V. Antonova

Irkutsk State University

Author for correspondence.
Email: antoshki05@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-5681-288X
SPIN-code: 1118-8543
Scopus Author ID: 57205656202

Associate Professor of the Department of Socio-Economic and Mathematical Disciplines of the International Institute of Economics and Linguistics, PhD (Biological Sciences), Associate Professor

 

Russian Federation, 1, Karl Marks Str., Irkutsk, 664003, Russian Federation

Irina V. Pashkova

Irkutsk State University

Email: ipashkovairk@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-4365-2009
SPIN-code: 1558-9752
Scopus Author ID: 57223678217

Associate Professor of the Department of European Languages of the International Institute of Economics and Linguistics, PhD (Philological Sciences), Associate Professor

 

Russian Federation, 1, Karl Marks Str., Irkutsk, 664003, Russian Federation

Alexander B. Kupchinsky

Baikal Museum of the SB RAS

Email: albor67@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8884-8636
SPIN-code: 5423-3406
Scopus Author ID: 56073214300
ResearcherId: ABA-4085-2020

PhD (Biological Sciences), Director

 

Russian Federation, 1, Akademicheskaya Str., 1, Listvyanka village, Irkutsk region, 664520, Russian Federation

Svetlana L. Maximova

State Scientific and Production Association "Scientific and Practical Center of the National Academy of Sciences of Belarus for Bioresources"

Email: soilzool@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3118-1321
Scopus Author ID: 24281726700

PhD (Biological Sciences), Head of Vermitechnology Sector

 

Russian Federation, 27, Akademicheskaya Str., Minsk, 220072, Republic of Belarus

Devard I. Stom

Irkutsk State University; Baikal Museum of the SB RAS; Irkutsk National Research Technical University

Email: stomd@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9496-2961
SPIN-code: 7762-9733
Scopus Author ID: 7003745242
ResearcherId: A-4144-2017

Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of Laboratory; Chief Researcher; Professor

 

Russian Federation, 1, Karl Marks Str., Irkutsk, 664003, Russian Federation; 1, Akademicheskaya Str., 1, Listvyanka village, Irkutsk region, 664520, Russian Federation; 83, Lermontov Str., Irkutsk, 664074, Russian Federation

References

  1. Khabarova, T. V., Karyakina, S. D., Titov, I. N., Levin, V. I., & Cherkasov, O. V. (2022). Bioconversion of organic waste. Saint Petersburg: Lan'. 144 p. ISBN: 978-5-8114-8940-4 EDN: https://elibrary.ru/XYTJAQ
  2. Ovsiannikova, I. V. (2016). New biotesting methods using cress (Lepidium sativum) for environmental monitoring. Environmental Monitoring Systems, 108. EDN: https://elibrary.ru/XSEAKJ
  3. Koloskov, D. A., & Efremov, N. M. (2020). Patent No. 2725974 C1 RF, IPC A47G 19/03. Composition and method for producing biodegradable disposable tableware. No. 2020101920: 08.07.2020
  4. Tokunova, A. I. (2020). Patent No. 2728206 C1 RF, IPC A47G 19/03, B65D 65/46. Method for manufacturing biodegradable disposable tableware. No. 2019131802: 28.07.2020
  5. Titov, I. N., & Boguspaev, K. K. (2019). Vermiculture: scientific foundations, achievements and prospects. Almaty: Research Institute of Ecological Problems, Al-Farabi Kazakh National University. 366 p.
  6. Tsatsenko, L. V. (2018). Duckweed as a model object in biotesting of aquatic and soil environments. Oilseed Crops. Scientific and Technical Bulletin of the VNIIMK, 4, 3-18. https://doi.org/10.25230/2412-608X-2018-4-176-146-151 EDN: https://elibrary.ru/XLIHKA
  7. Ratnasari, A., Syafiuddin, A., Mehmood, M. A., & Boopathy, R. (2023). A review of the vermicomposting process of organic and inorganic waste in soils: Additives effects, bioconversion process, and recommendations. Bioresource Technology Reports, 21, 101332. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2023.101332 EDN: https://elibrary.ru/AVGJXU
  8. Vikhareva, I. N., Buylova, E. A., Yarmuhametova, G. U., Aminova, G. K., & Mazitova, A. K. (2021). An Overview of the Main Trends in the Creation of Biodegradable Polymer Materials. Journal of Chemistry, 2021, 5099705. https://doi.org/10.1155/2021/5099705 EDN: https://elibrary.ru/IKSSFP
  9. Mo, A. (2023). Environmental fate and impacts of biodegradable plastics in agricultural soil ecosystems. Applied Soil Ecology, 181, 104667. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2022.104667 EDN: https://elibrary.ru/GDMMBB
  10. Bhat, S. A., Singh, J., & Vig, A. P. (2015). Potential utilization of bagasse as feed material for earthworm Eisenia fetida and production of vermicompost. Springerplus, 4:11. https://doi.org/10.1186/s40064-014-0780-y EDN: https://elibrary.ru/SMRPXY
  11. Dybka-Stępień, K., Antolak, H., Kmiotek, M., Piechota, D., & Koziróg, A. (2021). Disposable Food Packaging and Serving Materials - Trends and Biodegradability. Polymers, 13(20), 3606. https://doi.org/10.3390/polym13203606 EDN: https://elibrary.ru/IPBFTZ
  12. Wang, L., Peng, Y., Xu, Y., Zhang, J., Liu, C., Tang, X., Lu, Y., & Sun, H. (2022). Earthworms’ Degradable Bioplastic Diet of Polylactic Acid: Easy to Break Down and Slow to Excrete. Environmental Science & Technology, 56(8), 5020-5028. https://doi.org/10.1021/acs.est.1c08066
  13. Stom, D. I., Gelman, M. M., Antonova, E. V., Lozovaya, T. S., & Stom, A. D. (2022). Methodological approaches to assessing the toxicity of compounds by changing the behavioral response of soil oligochaetes. APEC-IV-2021 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 990, 012073. https://doi.org/10.1088/1755-1315/990/1/012073 EDN: https://elibrary.ru/LBKTUZ
  14. Hira, A., Pacini, H., Attafuah-Wadee, K., Vivas-Eugui, D., Saltzberg, M., & Yeoh, T. N. (2022). Plastic Waste Mitigation Strategies: A Review of Lessons from Developing Countries. Journal of Developing Societies, 38(3), 336-359. https://doi.org/10.1177/0169796X221104855 EDN: https://elibrary.ru/GRCRFF
  15. Poornima, S., Dadi, M., Subash, S., Manikandan, S., Karthik, V., Deena, S. R., Balachandar, R., Kumaran, S. K. N., & Subbaiya, R. (2024). Review on advances in toxic pollutants remediation by solid waste composting and vermicomposting. Scientific African, 23, e02100. https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2024.e02100 EDN: https://elibrary.ru/ZMARJY
  16. Juikar, S. K. (2023). Biopolymers for packaging applications: An overview. Packaging Technology and Science, 36(4), 229. https://doi.org/10.1002/pts.2707
  17. Antonova, E. V., Titov, I. N., Pashkova, I. V., & Stom, D. I. (2021). Vermiculture as a source of animal protein. E3S Web of Conferences, 254, 08006. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202125408006 EDN: https://elibrary.ru/LMDFNO

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».