Zastosowanie biomasy drożdży Saccharomyces cerevisiae do usuwania metali ciężkich z roztworów wodnych. Cz.II. Bio-sorpcja Pb(II), Cu(II), Ni(II) i Cr(VI) przez biomasę drożdży S. cerevisiae

• Autorzy: Wierzba S. , Latala A.

Warianty tytułu

EN

The use of biomass of Saccharomyces cerevisiae yeasts for removing heavy metals from aqueous solutions. Part II. Biosorption of Pb(II), Cu(II), Ni(II) and Cr(IV) by S. cerevisiae yeasts

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie materiałów biologicznych do skutecznego usuwania metali ciężkich z zanieczyszczonych ścieków jest metodą potencjalnie alternatywną w stosunku do tradycyjnych technik oczyszczania. Celem niniejszej pracy było zbadanie w warunkach laboratoryjnych procesu biosorpcji Pb(II), Cu(II), Ni(II) i Cr(VI) z roztworów wodnych, przez aktywne i nieaktywne komórki Saccharo­myces cerevisiae. Optymalne warunki biosorpcji określano w funkcji czasu reakcji, początkowego pH roztworu i stężenia metali. Stwierdzono, że optymalne pH dla procesu biosorpcji metali ciężkich wynosiło 5,0 i 6,0. Większość jonów metali zo­stała zaadsorbowana w ciągu pierwszych 10 minut trwania doświadczenia. W wa­runkach doświadczenia zdolność wiązania jonów metali przez aktywne komórki były znacznie wyższe niż przez komórki nieaktywne. Maksymalna wydajność bio­sorpcji Pb(II), Cu(II), Ni(II) i Cr(VI) uzyskana z wykorzystaniem aktywnych komórek wynosiła odpowiednio 145,6 mg·g⁻¹ s.m., 73,5 mg·g⁻¹ s.m., 57,0 mg·g⁻¹ s.m. i 41,8 mg·g⁻¹ s.m. Uzyskane wyniki biosorpcji i desorpcji sugerują, że pobie­ranie metali ciężkich przez aktywne komórki drożdży może być zwiększone pop­rzez ich wewnątrzkomórkową akumulację.

EN

The use of biological materials for rffective removal of heavy metals from contaminated wastewaters is a potentially alternative method to conventional treatment techniques.The aim of the present study was the laboratory investiga­tion of the biosorption of Pb (II), Cu (II), Ni (II) and Cr (IV) from aqueous so­lutions by living and non-living biomass of Saccharomyces cerevisiae. Optimum biosorption conditions were determined as the function of reaction time, initial pH of the solution and metal concentration. It was found that the optimum pH for the removal of heavy metals was 5.0 and 6.0. Most of the metal ions was ad­sorbed during the first 10 min of the experiment. Under the experimental condi­tions the binding capacity of metal ions by living cells is significantly higher than by ninliving ones. The capacity of maximim biosorption of Pb (II), Cu (II), Ni (II) and Cr (IV) obtained by using living cells amounted to 145.6 mgg"1 DM, 73.5 mg-g-1 DM, 57.0 mg-g-1 DM and 41.8 mg-g-1 DM, respectively. The obtained results of biosorption and desorption suggest that the heavy metal uptake by liv­ing cells might be enhanced by their intracellular accumulation.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2011
• Tom: 564
• Opis fizyczny: s.321-332,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Wierzba S.

• Samodzielna Katedra Biotechnologii i Biologii Mononuklearnej, Uniwersytet Opolski, Opole

autor

Latala A.

• Samodzielna Katedra Biotechnologii i Biologii Mononuklearnej, Uniwersytet Opolski, Opole

Bibliografia

• Akthar M.N., Sastry K.S., Mohan P.M. 1996. Mechanism of mc lal ion biosorption by fungal biomass. Biometals 9: 21-28.
• Baysal Z., ÇiNAR E., Вulut Y., Alkan H., Dogru M. 2009. Equilibrum and thermody­namic studies on biosorption of Pb(11) onto Candida ablicans biomass. J. Hazard. Mater. 161: 62-67.
• Brady D., Duncan J.R. 1994. Bioaccumulation of metal cations by Saccharomyces cerevisiae. Appl. Microbiol. Biotechnol. 41: 149-154.
• Bustad M., McHale A.P. 1998. Biosorption of heavy metals by distilleiy-derived bio­mass. Bioprocess Eng. 18: 59-62.
• Ferraz A.I., Teixeira J.A. 1999. The use of flocculating brewer's yeast for Cr(III) and Pb(II) removal from residual wastewaters. Bioprocess Eng. 21: 431-437.
• Göksungur Y., Üren S., Gövenç U. 2003. Biosorption of copper ions by caustic trea­ted waste baker's yeast biomass. Tr. J. Biology 27: 23-29.
• Göksungur Y., Üren S., Gövenç U. 2005. Biosorption of cadmium and lead ions by ethanol treated waste baker's yeast biomass. Bioresource Technol. 96: 103-109.
• Lu Y., Wilkins E. 1996. Heavy metal removal by caustic-treated yeast immobilized in alginate. J. Hazard. Mater. 49: 165-179.
• Machado A.D.. Soares H.M.V.M., Soares E.V. 2010. Removal of chromium, copper, and nickel from an electroplating effluent using a flocculeni brewer's yeast strain of Saccharomyces cerevisiae. Water Air Soil Pollut. 212: 199-204.
• Machado M.D., Janssens S., Soares H.M.V.M., Soares E.V. 2009. Removal of heavy metals using a brewer's yeast strain of Saccharomyces cerevisiae: advantages of using dead biomass. J. App. Microbiol. 106: 1792-1804.
• Malik A. 2004. Metal bioremediation through growing cells. Environ. Internat. 30: 261-278.
• Mapolelo M., Torto N. 2004. Trace enrichment of metal ions in aquatic environ­ments by Saccharomyces cerevisiae. Talanta 64: 39-47.
• Nakajima, A., Sakaguchi T. 1986. Selective accumulation of heavy metals by microorganisms. Appl. Microbiol. Biotechnol. 24: 59-64.
• Özer A, Özer D. 2003. Comparative study of the biosorption of Pb(II), Ni(II) and Cr(VI) ions onto S. cerevisiae: determination of biosorption heats. J. Hazard Mater B, 100: 219-229.
• Shu J.H., Kim D.S., Yun J.W., Song S.K. 1998. Process of Pb²⁺ accumulation in Saccharomyces cerevisiae. Biotechnol. Lett. 20(2): 153-156.
• Skountzou P., Soupioni A., Bekatorou A., Kanellaki M., Koutinas A.A., Marchant R., Banat I.M. 2003. Lead(II) uptake during baker's yeast production by aerobic fer­mentation of molasses. Process Biochem. 38: 1479-1482.
• Vijayaraghavan K., Yun Y-S. 2008. Bacterial biosorbents and biosorption. Biotech­nol. Adv. 26: 266-291.
• Volesky В. 1994. Advances in biosorption of metals: Selection of biomass types. Ferns Microbiol. Rev. 14(4): 291-302.
• Wang J., Chen C. 2006. Biosorption of heavy metals by Saccharomyces cerevisiae: A review. Biotechnol. Adv. 24: 427-451.
• Yu Y., Tong M., Sun X., LI B. 2007. Poly (methacrylic acid) modified biomass for enhancement adsorption of Pb²⁺, Cd²⁺ and Cu²⁺. J. Chem. Technol. Biotechnol., 82: 558-565.