生物吸附砷(III)水溶液的改良真菌的生物量拟青霉属sp。

文摘

在(3)的吸附探针的真菌的生物量拟青霉属sp.是研究工作。发现生物质是非常有效的去除溶液中的金属,使用原子吸收,到达下一个删除的比例:64.5%。获得了最高的吸附在pH值为6.0,在30°C孵化24小时后,真菌生物量1 mg / L的修改。

1。介绍

砷,一个共同的元素在自然界中,是一种自然产生的污染物的饮用水和可以在地球的地壳,地面和海洋水和有机世界。这是动员通过风化等自然过程的结合反应,生物活性,和火山排放(1,2以及通过一系列金矿等人为活动,有色冶炼、石油精炼、燃烧的化石燃料发电厂,和砷杀虫剂和除草剂的使用3,4]。污染地下水的砷是一个著名的环境问题可以有严重的人类健康的影响。慢性暴露于砷浓度超过100磅的可引起血管疾病,如皮肤色素(黑脚病)和皮肤、肝脏和肺癌(5,6]。10的砷浓度μg / L已经被世界卫生组织推荐作为饮用水的指导值(7]。

砷在土壤和自然水域,主要形式的砷酸作为(V)和亚砷酸盐(如(3))。溶解之间的分布(III)和(V)是依赖于氧化还原电位和博士在氧化条件下,主要的形式是(V),也存在deprotonated oxyanions砷酸(,,)。减少的条件下,(III)是热力学稳定,在溶液中存在砷酸,中性,无电荷的分子(),只有形式deprotonated oxyanions pH > 9.2 (和)[8]。(3)物种更有毒比(V)。在最自然的土壤和水的pH值,(III)是不强烈吸附在大多数矿物表面,因为电中性与带负电的(V) oxyanions [9]。

铁敷氧化物砂在很多研究中用于去除砷、和结果是阳性10),和修改(铁(III)加载)橙汁工业残渣,(11),与青霉菌purpurogenum(12),增强除砷酸的化学(聚电解质材料,和溴化cetyltrimethylammonium)修改青霉菌chrysogenum与未改性生物质(13),作为的biovolatilization曲霉属真菌clavatus,黑曲霉,木霉,青霉菌glabrum(14)的生物除砷污染曲霉属真菌和木霉属,Neocosmosporasp。粪sp。根霉sp。青霉菌sp,无菌真菌菌丝应变组织(15,修改后的真菌的生物量答:尼日尔(16]。这项工作的目的是研究砷的去除(III)的解决方案,修改后的真菌的生物量拟青霉属sp。

2。实验

2.1。微生物和文化条件

耐铬酸丝状真菌是隔绝空气污染与工业蒸汽、化学科学学院附近,位于圣路易斯波多西,墨西哥,在培养皿中包含修改李的基本培养基(LMM 16] [KH的0.25%₂阿宝₄,0.20% MgSO₄,0.50% (NH₄)₂所以₄,0.50%生理盐水、0.25%葡萄糖)补充500 mg / L K₂阴极射线示波器₄;介质的pH值调整和维持在5.3 100更易与L citrate-phosphate缓冲区。文化是在28°C的环境为7天。应变识别是基于他们的形态结构,如颜色、菌丝的直径,显微观察孢子(17]。真菌生长在搅拌和曝气液体媒体28°C包含thioglycolate肉汤,8 g / L。4 - 5天的潜伏期后,细胞在3000转离心10分钟,用trideionized水清洗两次,然后干4 h在烤箱的80°C。最后,真菌生物量是研磨和存储在一个琥珀色的瓶子在冰箱里,直到他们的使用。

2.2。砷(III)的解决方案

进行分析,一系列的砷(III) (NaAsO的解决方案₂1 mg / L)的准备,pH值调整与硝酸和/或氢氧化钠,生物质添加到每个瓶的数量是1 g / 100毫升的砷的解决方案。样品在不同的时间,离心的生物质被移除(3000转/ 5分钟),并分析了上层的定义金属离子浓度。

2.3。制备铁敷氧化物生物量

总共2米菲(没有80毫升₃)₃ 9小时₂啊,准备,和1.0毫升的10 M氢氧化钠彻底被添加到该解决方案和混合。总共20克的真菌生物量粉被瓷锅,氧化铁和氢氧化钠溶液添加到瓷锅和均质和保存在烤箱3 h,在80°C。3 h后烤箱温度提高到110°C和持续了24小时。涂布生物质粉分离用研钵和研杵碎(16]。

2.4。测定砷(ⅲ)

在溶液中砷离子的浓度是spectrophotometrically取决于原子吸收(原子吸收光谱仪的瓦里安,模型光谱AA-20)。

3所示。结果与讨论

3.1。砷通过治疗和铁敷氧化物生物质在不同pH值

图1显示了治疗的效果和探针的生物量和生物吸附的pH值(3)离子(1 mg / L, 24 h)干拟青霉属sp.生物量。发现移除很低在未经处理的生物量,因为在24小时的潜伏期和pH值7.0,有8.4% (0.084 mg / L)的删除(图1),这些结果比那些报道答:clavatus,答:尼日尔,t . viride,p . glabrum(14),可以删除在0.010到0.067之间μg / L,低于青霉菌purpurogenum生物量,3.4(毫克/克)12),干的金合欢nilotica0.19 mg / L (18]。biosorbent包括细胞支持的结构属性和其他几个因素会影响生物吸附率(19]。对探针的生物质能,删除(III)非常有效(64.5%,pH值6.0,24 h)(图1)。(3)是更好的吸附或pH值大于6.0,因为它是部分电离形式的pH值6.0或9.22以上,形成复合物与铁敷氧化物生物量。在更高的pH值,离子溶液中增加与砷酸离子竞争吸附的,(3)降低(20.]。考虑到没有其他氧化铁和生物量之间的化学反应机制(III)的去除可以类似于砷吸附在铁敷氧化物沙(10]。这些结果类似于其他报告:铁(III)聚(异羟肟酸)复杂3),敷氧化物铁沙(10),化学改性真菌生物量(13),铁敷氧化物生物量答:尼日尔(16),混合金属氧化物浸渍壳聚糖珠(20.活性炭(铁),和修改21]。

3.2。培养时间的影响

生物吸附的(III)到探针的生物量、不同时间(0-24 h) (III),解决方案1 mg / L,在pH值6.0和1 g / L的剂量biosorbent材料,如图2。离子的吸附研究,(3)到biosorbent材料接触时间的函数表明,吸附在24小时最佳,这表明生物吸附网站的可用性。金属吸附剂的动力学相互作用的最佳pH值可能会承认提高可访问性的螯合网站biosorbent材料(22]。进一步增加,没有观察到显著增强在切除(III)。这些结果是相似的铁改性活性炭,删除1毫克/ 100毫升在24小时21),不同的其他报告:铁敷氧化物生物量答:尼日尔,80.1 mg / L, 12 h) (16),和粉干的金合欢nilotica(0.19 mg / L, 15分钟,4 g(生物质)(18]。

3.3。温度的影响

图3显示了不同温度的影响(30°C, 37°C, 42°C,和50°C)。吸附能力是相似的温度分析(64% - -65%),和类似于铁敷氧化物生物量的报道答:尼日尔,(16),和不同的答:nilotica(18]。吸附介质的温度可能是重要的能量依赖性机制金属吸附重金属的微生物。能源独立机制不太可能受到温度的影响以来,负责生物吸附在本质上主要是物理化学过程。(3)的吸附拟青霉属sp.真菌似乎nondependent温度测试(30 - 50°C)。

3.4。最初的影响(3)浓度

生物吸附的能力拟青霉属的sp.探针的生物量(III)研究了离子作为最初的函数(3)离子浓度1 - 5 mg / L的生物吸附介质(图4)。(3)发现增加的吸收金属作为初始浓度很低。是因为离子吸附低浓度的解决方案的数量比从高集中的解决方案。观察的吸收(III)在低浓度64.5%和58%(1 - 2毫克/升)和高49%和42%浓度(4 - 5毫克/升)。类似的趋势被切除的报道(3)干的答:nilotica(18)和Hg (II)水溶液的吸附r . oligosporus(23]。虽然检查治疗之间的直接比较生物质与文献获得是很困难的,因为不同的实验条件,拟青霉属sp.探针的生物量表明合理的吸附效率高与其他吸附剂相比。更具体地说,绿藻丝藻属cylindricum、铁(III)治疗的生物量葡萄球菌Xylosus,纤孔菌属hispidus生物量,铝/铁改性蒙脱石表现出更高的吸附能力的(3)为67.2,54.35,51.9,和18.19毫克/克,分别24- - - - - -27),而其他biosorbents包括Acidithiobacillus ferrooxidans3,芽孢杆菌sp.应变DJ-1、农业残留物、修改真菌的生物量答:尼日尔和铁敷氧化物砂表现出最大吸收能力较低的值为277.22μ6.14 g / gμ138.88 g / gμ75 g / gμ41.1克/ 100毫克,μg / g, (III),分别,10,16,28- - - - - -30.]。考虑到,拟青霉属sp.之前一直使用的有效去除铬(VI) (31日),这项研究的结果显示这种应变非常高效的吸附剂去除有毒离子从水环境。

3.5。初始生物量浓度的影响和应用对自然水

生物质能的清除能力的影响(III)是描绘在图5。如果我们增加生物量的数量也会增加金属的去除溶液中的(88.3%的切除,5 g的真菌生物量在24小时内),生物吸附网站相同的,因为biosorbent添加量决定了可用的结合位点数量金属吸附(24]。类似的结果也出现在干的答:nilotica(18)和铁改性活性炭(21]。

最后,本研究表明潜在的探针的真菌生物量的在不同条件(3)。biosorbent材料的最具吸引力的命题是,它可以在大量种植,很便宜。biosorbent材料被成功地用于去除水样的极水样1.0 mg / L, Zimapan的先例,伊达尔戈州,墨西哥。之前和之后的平均结果水质生物吸附研究水样本如表所示1。水样本研究区高度污染的是(0.6 mg / L)由于自然污染的地下水32- - - - - -34),这表明它是最大允许限制饮水(0.05 mg / L),根据以前的- 127 ssa1 - 1994。目前,它是0.025 mg / L,根据以前的- 127 ssa1 - 1994 - 2000 (1994) (35,36]。也许,经过吸附重金属的视为(III),这是减少值为0.270 mg / L,显示biosorbent材料去除的效率(3)离子从南极水样,结果对砷的去除干的是相似的答:nilotica、离子交换树脂和Maracuya [18,37,38]。

4所示。结论

在这项研究中,(3)吸收的探针的真菌生物量进行了研究。biosorbents的性能检查的函数操作条件,特别是培养时间、pH值和初始金属离子浓度和真菌生物量。实验证据显示实验条件的强烈影响。显示修改后的biosorbent使用最大吸附容量值非常有效地恢复或删除(III)离子从水生系统。当易于生产和经济参数,观察到拟青霉属sp.取消或恢复是一个非常有前途的生物材料的金属离子的研究。

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