PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2012 | 17 | 1 |
Tytuł artykułu

Applicability of different kinds of yeast biomass to lead removal from water

Treść / Zawartość
Warianty tytułu
PL
Możliwość wykorzystania różnych typów biomasy drożdży do usuwania ołowiu z wody
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The aim of the study was to assess the possibility of using different yeast biomasses for lead removal from aqueous solution. The material for the study comprised baker’s yeast (BY), spent waste brewer’s yeast (WBY), and fodder yeast (FY), which can be easily obtained as production waste. An amount of each yeast biomass (BY, FY, or WBY) that equals 0.1 g of dry weight was suspended in 100 cm3 of lead solution (concentration of 200, 500, or 1000 mg dm–3) and biosorption was carried out for 20, 40, 60, 90, 120, 240, and 300 minutes. The concentration of lead remaining in solution was determined using atomic absorption spectroscopy. The lead uptake by yeast biomass was calculated using the mass balance equation for the biosorbent and the results were fitted to the Langmuir isotherm model. The yeast biomasses were able to remove more than 90% of lead present in solution within 20 minutes. With BY biomass, it was possible to reduce the lead level below 1 mg dm–3 from the initial lead solutions of 200 and 500 mg Pb dm–3. The value of qmax and affinity parameter b, calculated for BY after 300 minutes of biosorption, were very high (1,250 mg Pb g–1 d.w. and 0.363, respectively). The best efficiency was achieved for BY when the initial concentration of lead was 500 mg dm–3. The final concentration of the metal (after 300 minutes of sorption) was 0.66 mg dm–3, which means that 99.86% of lead was removed from the solution by the biomass of baker’s yeasts.
PL
Celem pracy była ocena możliwości wykorzystania biomasy drożdżowej do usuwania ołowiu z roztworów wodnych. Materiał badawczy stanowiły: drożdże piekarskie (BY), odpadowe drożdże browarnicze (WBY) oraz drożdże paszowe (FY), stanowiące łatwo dostępny odpad produkcyjny. Ilość biomasy drożdży (BY, WBY, FY) odpowiadającą 0,1 g suchej substancji zawieszano w 100 cm3 roztworu ołowiu (stężenie 200, 500 lub 1000 mg dm—3) i przeprowadzano biosorpcję przez 20, 40, 60, 90, 120, 240 i 300 minut. Stężenie ołowiu pozostałego w roztworze mierzono metodą adsorpcyjnej spektrometrii atomowej. Wielkość ładunku ołowiu usuniętego przez biomasę drożdży wyliczano na podstawie równania równowagi masowej biosorbenta, a wyniki dopasowywano do izotermy Langmuira. Testowane drożdże usuwały z roztworu ponad 90% ołowiu w ciągu 20 min procesu. Jednakże jedynie zastosowanie BY umożliwiało obniżenie poziomu Pb poniżej 1 mg dm—3 z roztworów o wyjściowym stężeniu 200 i 500 mg Pb dm—3. Wartość qmax oraz współczynnik powinowactwa b, wyznaczone dla drożdży piekarskich po 300 min biosorpcji, wynosify odpowiednio 1250 mg Pb g—1 s.s. i 0,363. Największą wydajność usuwania Pb wykazano stosując drożdże piekarskie (BY), gdy wyjściowe stężenie ołowiu wynosiło 500 mg dm—3. Stężenie równowagowe metalu po 300 min sorpcji wynosiło 0,66 mg dm—3, co odpowiada usunięciu przez biomasę drożdży piekarskich 99,86% ołowiu z roztworu.
Słowa kluczowe
Wydawca
-
Rocznik
Tom
17
Numer
1
Opis fizyczny
p.7-18,fig.,ref.
Twórcy
  • Chair of Fermentation Technology and Technical Microbiology, University of Agriculture in Krakow, Balicka 122, 30-149 Krakow, Poland
autor
  • Chair of Fermentation Technology and Technical Microbiology, University of Agriculture in Krakow, Balicka 122, 30-149 Krakow, Poland
autor
  • Chair of Fermentation Technology and Technical Microbiology, University of Agriculture in Krakow, Balicka 122, 30-149 Krakow, Poland
Bibliografia
  • BENAĎSSA H., ELOUCHDI M.A. 2007. Removal of copper ions from aqueous solutions by dried sunflower leaves. Chem. Eng. Proc., 46: 614-622.
  • BORJA-ABURTO V.H., HERTZ-PICCIOTTO I., LOPEZ M.R., FARIAS P., RIOS C., BLANCO J. 1999. Blood lead levels measured prospectively and risk of spontaneous abortion. Am. J. Epidemiol., 150: 590-597.
  • BRIERLEY C.L. 1990. Bioremediation of metal-contaminated surfaces and groundwaters. Geomicrobiology, 8: 201-223.
  • CHANG S.-H., CHENG B.-H., LEE S.-L., CHUANG H.-Y., YANG C.-Y., SUNG F.-C., WU T.-N. 2006. Low blood lead concentration in association with infertility in women. Environ. Res., 101: 380-386.
  • CHEN C., WANG J. 2008. Removal of Pb2+, Ag+, Cs+ and Sr2+ from aqueous solution by brewery’s waste biomass. J. Hazard. Mat., 151: 65-70.
  • DAMSTRA T. 1977. Toxicological properties of lead. Environ. Health Perspect., 19: 297-307.
  • DE ROSA M., ZARRILLI S., PASANO L., CARBONE U., BOGGIA B., PETRETTA M., MAISTO A., CIMMINO F., PUCA G., COLAO A., LOMBARDI G. 2003. Traffic pollutants affect fertility in men. Hum. Reprod., 18(5): 1055-1061.
  • FARYAL R., SULTAN A., TAHIR F., AHMED S., HAMEED A. 2007. Biosorption of lead by indigenous fungal strains. Pak. J. Bot., 39(2): 615-622.
  • GONG R., DING Y., LIU H., CHEN Q., LIU Z. 2005. Lead biosorption and desorption by intact pretreated Spirulina maxima biomass. Chemosphere, 58: 125-130.
  • HAN R., LI H., LI Y., ZHANG J., XIAO H., SHI J. 2006. Biosorption of copper and lead ions by waste beer yeast. J. Hazard. Mat., B137: 1569-1576.
  • HAN R., ZHANG J., ZOU W., SHI J., LIU H. 2005. Equilibrium biosorption isotherm for lead ion on chaff. J. Hazard. Mat., B125: 266-271.
  • Rozporządzenie Ministra Zdrowia, Dz.U. nr 72, poz. 466 z dnia 20.04.2010 r., zmieniające rozporządzenie w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi [The Regulation of the Ministry for Health, Journal of Law no 72, item 466, of 20 April 2010, amending the regulation on potable water quality].
  • HETMAŃSKA B., TOMASIK P., TUSZYŃSKI T. 1994. The metal-metal interactions in biological systems. Part II Saccharomyces cerevisiae. Water Air Soil Poll., 74: 281-288.
  • HOLAN Z.R., VOLESKY B. 1994. Biosorption of lead and nickel by biomass of marine alga. Biotechnol. Bioeng., 43: 1001-1009.
  • JAIN N.B., LADEN F., GULLER U., SHANKAR A., KAZANI S., GARSHICK E. 2005. Relation between blood lead levels and childhood anemia in India. Am. J. Epidemiol., 161: 968-973.
  • JAIN N.B., POTULA V., SCHWARTZ J., VOKONAS P.S., SPARROW D., WRIGHT R.O., NIE H., HU H. 2007. Lead levels and ischemic heart disease in a prospective study of middle-aged and elderly men: the VA normative aging study. Environ. Health Perspect., 115: 871-875.
  • JUSKO T.A., HENDERSON JR. C.R., LANPHEAR B.P., CORY-SLECHTA D.A., PARSONS P.J., CANFIELD R.L. 2008. Blood lead concentrations < 10 µg/dL and child intelligence at 6 years of age. Environ. Health Perspect., 116(2): 243-248.
  • KAIKAKE K., HOAKI K., SUNADA H., DHAKAL R.P., BABA Y. 2007. Removal characteristics of metal ions using degreased coffee beans: Adsorption equilibrium of cadmium(II). Biores. Technol., 98: 2787-2791.
  • KLIMIUK E., ŁEBKOWSKA M. 2003. Biotechnologia w ochronie środowiska [Biotechnology in environmental protection]. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, 131-198. (in Polish)
  • KORRICK S.A., HUNTER D.J., ROTNITZKY A., HU H., SPEIZER F.E. 1999. Lead and hypertension in a sample of middle-aged women. Am. J. Public Health, 89(3): 330-335.
  • KRATOCHVIL D., VOLESKY B. 1998. Advances in the biosorption of heavy metals. Trends Biotechnol., 16(7): 291-300.
  • KRÓL S., NAWIRSKA A. 2003. Usuwanie jonów metali ciężkich na wytłokach owocowych w układach dynamicznych [Removal of ions of heavy metals on fruit pomace in dynamic systems]. Acta Sci. Pol. Technol. Aliment., 2(1): 21-29. (in Polish)
  • LESMANA S.O., FEBRIANA N., SOETAREDJO F.E., SUNARSO J., ISMADJI S. 2009 Studies on potential applications of biomass for the separation of heavy metals from water and wastewater. Biochem. Eng. J., 44: 19-41.
  • LU W.-B., SHI J.-J., WANG C.-H., CHAN J.-S. 2006. Biosorption of lead, copper and cadmium by an indigenous isolate Enterobacter sp. J1 possessing high heavy-metal resistance. J. Hazard. Mat., B134: 80-86.
  • OPELOU B.O., BAMGBOSE O., AROWOLO T.A., ADETUNJI M.T. 2010. Utilization of biomaterials as adsorbents for heavy metals’ removal from aqueous matrices. Sci. Res. Ess., 5(14): 1780-1787. http://www.academicjournals.org/sre/PDF/pdf2010/18Jul/Opelou et al.pdf
  • ÖZCAN A.S., TUNALI S., AKAR T., ÖZCAN A. 2009. Biosorption of lead(II) ions onto waste biomass of Phaseolus vulgaris L.: estimation of the equilibrium, kinetic and thermodynamic parameters. Desalination, 244: 188-198.
  • ÖZER A., ÖZER D. 2003. Comparative study of biosorption of Pb(II), Ni(II) and Cr(IV) ions onto S. cerevisiae: determination of biosorption heat. J. Hazard. Mat., B100: 219-229.
  • PARVATHI K., NAGENDRAN R., NARESHKUMAR R. 2007. Lead biosorption onto waste beer yeast byproduct, a means to decontaminate effluent generated from battery manufacturing industry. Electron. J. Biotechnol., 10(1), http://www.ejbiotechnology.info/content/vol10/issue1/full/13/
  • PATRICK L. 2006. Lead toxicity, a review of the literature. Part I. Exposure, evaluation, and treatment. Altern. Med. Rev., 11(1): 2-22.
  • QAISER S., SALEEMI A.R., UMAR M. 2009. Biosorption of lead(II) and chromium(VI) on groundnut hull: Equilibrium, kinetics and thermodynamics study. Electron. J. Biotechnol., 12 (4), http://www.ejbiotechnology.info/content/vol12/issue4/full/6/
  • SAY R., DENIZLI A., ARÝCA M.Y. 2001. Biosorption of cadmium(II), lead(II) and copper(II) with the filamentous fungus Phanerochaete chrysosporium. Biores. Technol., 76: 67-70.
  • SELATNIA A., BOUKAZOULA A., KECHID N., BAKHTI M.Z., CHERGUI A., KERCHICH Y. 2004. Biosorption of lead (II) from aqueous solution by a bacterial dead Streptomyces rimosus biomass. Biochem. Eng. J., 19: 127-135.
  • TSEZOS, M., 1997. Biosorption of lanthanides, actinides and related materials. In: Biosorbents for metal ions. (eds.) WASE, J., FORSTER, C. TAYLOR & Francis Ltd., London.
  • TUSZYŃSKI T., PASTERNAKIEWICZ A. 2000. Bioaccumulation of metal ions by Saccharomyces cerevisiae. Pol. J. Food Nutr. Sci., 9/50 (4): 31-39.
  • TUSZYŃSKI T., MAKAREWICZ M. 2000. Zinc ion concentration in brewery yeast cells. Chem. Inż. Ekol., 7(10): 1106-1116.
  • VELMURUGAN N., HWANG G., SATHISHKUMAR M., KIE CHOI T., LEE K.-J., OH B.-T., LEE Y.-S. 2010. Isolation, identification, Pb(II) biosorption isotherms and kinetics of a lead adsorbing Penicillium sp. MRF-1 from South Korean mine soil. J. Environ. Sci., 22(7): 1049-1056.
  • VOLESKY B. 2004. Equilibrium biosorption performance. In: Sorption and biosorption (ed. B. VOLESKY), BV-Sorbex, Inc., Montreal, Canada http://biosorption.mcgill.ca/publication/ book/6.1-4w(103-16).pdf
  • VOLESKY B., MAY H., HOLAN Z.R. 1993. Cadmium biosorption of Saccharomyces cerevisiae. Biotechnol. Bioeng., 41: 826-829.
  • YETIS U., DOLEK A., DILEK F.B., OZCENGIZ G. 2000. The removal of Pb(II) by Phanerochaete chrysosporium. Wat. Res., 34(16): 4090-4100.
  • YU C.-C., LIN J.-L., LIN-TAN D.-T. 2004. Environmental exposure to lead and progression of chronic renal diseases: a four-year prospective longitudinal study. J. Am. Soc. Nephrol., 15: 1016-1022.
Uwagi
PL
Rekord w opracowaniu
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.agro-0338002d-66dd-4af6-8314-f157a6c17a99
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.