Изучение закономерностей группового концентрирования ионов свинца, кадмия и меди из водных растворов биосорбентами на основе клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae

The study of principles of group concentration of lead nuclei, cadmium and cuprum from water solutions by biosorbents based on cell walls of budding fungi Saccharomyces cerevisiae

Аронбаев С.Д.

05.05.2016 1808

№ 5 (23)

04. Физическая химия

Цитировать:

Аронбаев С.Д. Изучение закономерностей группового концентрирования ионов свинца, кадмия и меди из водных растворов биосорбентами на основе клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2016. № 5 (23). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/3152 (дата обращения: 24.11.2024).

Прочитать статью:

Keywords: cell walls of yeast, heavy metals, multi-ion systems, sorption concentration, specific binding, inhibition

АННОТАЦИЯ

Стационарным методом изучена биосорбция ионов Pb(II), Cd(II) и Cu(II) в ди- и три-ионных системах. Показано, что присутствие постороннего иона в растворе приводит к снижению (ингибированию) сорбционной емкости биосорбента. Установлено, что лучшей адсорбционной способностью обладают ионы Pb(II) как в случае индивидуального иона, так и в ди- и три-ионных системах. Дается объяснение этого явления с позиций теории Льюиса-Пирсона о характере специфического связывания «жестких» и «мягких» ионов-комплексообразователей с соответствующими лигандами – функционально-активными группами биополимеров клеточных стенок дрожжей. Выдвигается предположение, что относительная электроотрицательность элемента по шкале Полинга может стать показателем сравнительной сорбционной способности ионов тяжелых металлов.

ABSTRACT

By the stationary method ions biosorption Pb(II), Cd(II) and Cu(II) in di-and tri-ionic systems is studied. It is shown that the presence of extraneous ion in solution leads to a reduction (inhibition) of biosorbent sorption capacity. It is set that ion Pb (II) has the best adsorption capacity as in the case of individual ions, and in di- and tri-ionic systems. The explanation of this phenomenon from the point of the Lewis-Pearson theory of the nature of the specific binding of "hard" and "soft" ion-complex with the appropriate ligands - functionally active groups of biopolymers budding fungi cell walls is given. It is offered that the relative electronegativity of the element on the Pauling scale can be an indicator of the relative sorption capacity of heavy metal ions.

Список литературы:

1. Аронбаев С.Д. Тенденции развития биосорбционной ремедиации сточных вод // Сб. трудов VI межд. научн. конф. молодых ученых и талантливых студентов «Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность» (Под эгидой ЮНЕСКО). – М., 2012, – С. 169–172.
2. Аронбаев Д.М., Насимов А.М., Аронбаев С.Д. Потенциометрическое определение констант ионизации функциональных активных групп биополимеров клеточных стенок пивоваренных дрожжей // Austrion Jornal of Technical and Natural Sciences. – 2014. – №5. – Р. 174–177.
3. Аронбаев С.Д., Насимов А.М., Аронбаев Д.М. Применение физико-химических методов в исследовании клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Вестник Московского государственного областного университета (МГОУ). – 2013. – № 2. – С. 84–89.
4. Гаранин Р.А. Метод биосорбции тяжелых металлов из промышленных сточных вод с использованием пивоваренных дрожжей Saccharomyces cerevisiae: автореф. дис…. канд. биол. наук. – М., 2011. – 25 с.
5. Неудачина Л.К., Лакиза Н.В. Физико-химические основы применения координационных соединений : [учеб. пособие]. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 124 с.
6. Сироткина Е.Е., Иванов В.Г., Глазков О.В. и др. Применение новых адсорбентов для комплексной очистки воды // Химия в интересах устойчивого развития. – 1997. – Т. 5, № 4. – С. 429–437.
7. Шадерман Ф.И. Природные цеолиты в технологиях водоподготовки и очистки сточных вод. – М.: Наука, 1998. – 54 с.
8. Apiratikul R., Marhada T., Wattanachira S. et al. Biosorption of binary mixtures of heavy metals by green macro alga, Caulepra lentilifera, Songklanakarin. // J. Sci. Technol. – 2004. – Vol. 26. – Р. 199–207.
9. Davis T.A., Kalis E.J.J., Pinheiro J.P. et al. Cd(II) speciation in alginate gels.// Environ. Sci. Technol. – 2008. – Vol. 42. – P. 7242–7247.
10. Kapoor A., Viraraghavan T. Fungi as biosorbents // Wase J., Forster C., editors. Biosorbents for metal ions. – London, UK: CRC Press, 1997. – P.67–86.
11. Kratochvil D., Volesky B. Advances in the biosorptiou of heavy metals. // Trends Biotechnol. – 1998. – Vol. 16. – P. 291–300.
12. Ozer A., Ozer D. Comparative study of the biosorption of Pb(II), Ni(II) and Cr(VI) ions onto S. cerevisiae: determination of biosorption heats. // J. Hazard. Mater. – 2003. – Vol. 100. – P. 219–229.
13. Padmavathy V., Vasudevan P., Dhingra S.C. Biosorption of nickel (II) ions on baker’s yeast // Process Biochem. – 2003. –Vol. 38. – P. 1389–1395.
14. Plazinski W., Rudzinski W., Plazinska A. Theoretical models of sorption kinetics including a surface reaction mechanism: a review // Adv. Colloid Interface Sci. – 2009. – Vol. 152. – P. 2–13.
15. Plazinski W., Rudzinski W. Biosorption of heavy metal ions: ionexchange versus adsorption and the heterogeneity of binding sites.// Adsorpt. Sci. Technol. – 2011. – Vol. 29. – P.479–486.
16. Trung N.D., Ping N. Biosorption of Lead(II), Copper(II) and Cadmium(II) in singe- and multi-metal systems by pretreated aerobic granule sludge // VISTER (Vietnam Sci.&Tech.Rev.) – 2014 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vister.vn/index.php (дата обращения: 15.04.2016).
17. Tsekova K., Ianisa M., Dencheva V. et al. Biosorption of Binary Mixtures of Copper and Cobalt by Penicillium brevicompactum // Z. Naturforsch. – 2007. – Vol. 62c. – P. 261–264.
18. Vieira R.H.S.F., Volesky B. Biosorption: a solution to pollution? // Int. Microbiol . – 2000. – Vol. 3. –Р. 17–24.
19. Volesky B. Biosorption and me // Water Res. – 2007. – Vol. 41.–Р. 4017–4029.
20. Wang J.L, Chen С. Biosorption of heavy metals by Saccharomyces cerevisiae: a review // Biotechnol. Adv. – 2006. – Vol. 24. – P. 427–451.