37,862 matches
-
grupelor cromofore; masa moleculară a coloranților bazici. O abordare interesantă întâlnită în studiul biosorbției unor coloranți de cadă cu nămol activ deshidratat este de anticipare a accesibilității coloranților la situsurile active ale biomasei (Dhaouadi și M’Henni, 2009). Capacitatea de reținere a biomasei neviabile este dependentă de diferența între structura chimică și proprietățile celor doi coloranți Vat Red 10 și Vat Orange 11. Reținerea coloranților fiind un fenomen de suprafață, cantitatea de colorant sorbită este dependentă de efectele de împiedicare sterică
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de anticipare a accesibilității coloranților la situsurile active ale biomasei (Dhaouadi și M’Henni, 2009). Capacitatea de reținere a biomasei neviabile este dependentă de diferența între structura chimică și proprietățile celor doi coloranți Vat Red 10 și Vat Orange 11. Reținerea coloranților fiind un fenomen de suprafață, cantitatea de colorant sorbită este dependentă de efectele de împiedicare sterică. Mărimea medie a porilor biosorbentului a fost de ~ 86 nm. La energia minimă sterică, distanța moleculară maximă pentru cei doi coloranți variază între
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
07-10,70 (Won și al., 2009a). În Figura 4.58(a-d) sunt prezentate cromatogramele înregistrate la 494 nm, pentru concentrația colorantului de 500 mg L-1. Pentru toate soluțiile apar trei picuri principale, fiecare cu un anumit timp de reținere (minute): 12,0 (picul 1), 12,7 (picul 2) și 14,0 (picul 3). Analizele HPLC arată timpi de reținere diferiți ai speciilor formate funcție de pH, ceea ce indică structuri diferite ale colorantului. RO 16 este un colorant reactiv reprezentativ, care
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
concentrația colorantului de 500 mg L-1. Pentru toate soluțiile apar trei picuri principale, fiecare cu un anumit timp de reținere (minute): 12,0 (picul 1), 12,7 (picul 2) și 14,0 (picul 3). Analizele HPLC arată timpi de reținere diferiți ai speciilor formate funcție de pH, ceea ce indică structuri diferite ale colorantului. RO 16 este un colorant reactiv reprezentativ, care are o grupă sulfatoetilsulfonă, ce poate fi hidrolizată în decursul procesului de vopsire. În mediu puternic alcalin poate fi înlăturată
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Viragaghavan, 2001a). Intensitatea etapei de biosorbție depinde de sistemul microorganism-colorant implicat. Constatarea că anumite specii microbiene vii pot acumula mai mult colorant decât celulele neviabile este o dovadă în plus că nu numai adsorbția este implicată în acest proces de reținere (Dhaouadi și M’Henni, 2009). Mou și al. (1991) au izolat din sol o tulpină a fungului Myrothecium verrucaria care a prezentat o capacitate mare de decolorare a unor soluții de coloranți textili. La adăugarea unei suspensii de celule umede
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
blue) și respectiv RS (red) au fost adsorbiți din soluții cu aproximativ 0,2 g L-1 colorant, în 5 ore, de către 4,5 g L-1 biomasă uscată. În scopul de a investiga rolul posibil al constituenților intracelulari în reținerea coloranților, Brahimi-Horn și al. (1992) au studiat comportamentul celulelor intacte Myrothecium verrucaria și a celor tratate cu ultrasunete, incubate pentru 1 sau 24 ore în soluțiile celor trei de coloranți. După o oră, au adsorbit aproape aceeași cantitate de colorant
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în soluțiile celor trei de coloranți. După o oră, au adsorbit aproape aceeași cantitate de colorant. După 24 ore adsorbția colorantului se intensifică substanțial la celulele intacte față de celulele dezintegrate, sugerând că integritatea celulelor este foarte importantă pentru capacitatea de reținere internă. Celulele intacte au arătat o capacitate mare de adsorbție față de celulele dezintegrate pentru Orange II și RS, însă nu și pentru 10B. Colorantul legat de celule a fost recuperat prin extracție cu metanol, cu avantajul reciclării celulelor tratate, având
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
din cauză că are loc o rupere a celulelor după inactivare. Dintre cele 26 specii capabile de a lega colorantul rezidual Sulfur Black 1, 54% au fost mult mai eficiente în stare viabilă. Un mecanism dominant de bioacumulare a fost constatat la reținerea colorantului Reactive Brilliant Blue KN-R cu fungul Aspergillus fumigatus viabil, imobilizat pe perle de carboximetilceluloză (CMC) (Wang și Hu, 2008). S-a evidențiat că acumularea globală are loc preponderent prin procese dependente de metabolism și numai 15-23% prin procese independente
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
azot a fost scăzută, indicând că Brilliant Blue KN-R nu constituie sursă de carbon sau azot pentru creșterea miceliului. Aceasta înseamnă că structura chimică a colorantului nu a fost afectată. Miceliul fungic nu este implicat în procesul de biodegradare, iar reținerea colorantului are loc printr-un mecanism de bioacumulare. Imaginile obținute prin TEM au evidențiat structuri intracelulare ale miceliului și toxicitatea colorantului (Figura 4.62). Deși capacitatea maximă de reținere a coloranților Reactive Black B, Reactive Red sau Remazol Blue cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
afectată. Miceliul fungic nu este implicat în procesul de biodegradare, iar reținerea colorantului are loc printr-un mecanism de bioacumulare. Imaginile obținute prin TEM au evidențiat structuri intracelulare ale miceliului și toxicitatea colorantului (Figura 4.62). Deși capacitatea maximă de reținere a coloranților Reactive Black B, Reactive Red sau Remazol Blue cu cianobacterii termofile a fost mai mare la Synechococcus sp., decât la Phormidium sp. Aceasta din urmă produce mai multă biomasă pe parcursul dezvoltării în prezența fiecărui colorant, la concentrații mari
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
produce mai multă biomasă pe parcursul dezvoltării în prezența fiecărui colorant, la concentrații mari și temperatură ridicată. În aceste condiții, o cantitate mai mare de ioni de colorant poate fi reținută pe situsurile active prezente pe suprafețele filamentoase ale Phormidium sp. (reținere pasivă sau biosorbție) și trec în celulă de la membrana celulară prin ciclul metabolic al celulei (proces activ). În mediul de cultură caracteristic care conține coloranții testați, biomasa cianobacteriei nu s-a dezvoltat proporțional cu creșterea concentrației colorantului adăugat, ceea ce înseamnă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
nu s-a dezvoltat proporțional cu creșterea concentrației colorantului adăugat, ceea ce înseamnă că nu a fost utilizat colorantul drept sursă de carbon. Datorită acestor considerente și a culorii biomasei (negru, albastru, roșu) la sfârșitul experimentelor se poate trage concluzia că reținerea coloranților a avut loc prin asocierea unor procese pasive și active (Sadettin și Dönmez, 2007). Mecanismul de îndepărtare a coloranților cu microorganisme viabile depinde de condițiile de mediu în care acestea se dezvoltă (Fu și al., 2002c). De exemplu, s-
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ioni ai metalelor grele, substanțe organice) sau de biomineralizare (Phoenix și al., 2002). Substanțele polimerice extracelulare produse de Proteus mirabilis TJ-1 (Zhang și al., 2009) au o capacitate deosebită pentru adsorbția colorantului Basic Blue 54 (BB54). Pentru a explica mecanismul reținerii colorantului s-a elucidat structura chimică a biopolimerilor, s-au efectuat obsevații SEM și s-au interpretat spectrele FTIR înregistrate. Biosorbentul tip EPS are la bază o macromoleculă naturală organică (1,2 105 Da), iar analiza chimică a stabilit un
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cât și de biomasa de algă. Pentru elucidarea mecanismului au fost determinate, paralel cu procesul de decolorare pH-ul, potențialul redox, conductivitatea și turbiditatea apei reziduale în decursul intervalelor de timp specificate. Biomasa de algă a atins o capacitate de reținere a colorantului de 0,4 g colorant / g de biomasă (raportată la masă uscată). Decolorarea maximă a fost atinsă după trei zile în condițiile sistemului. Bazat pe aceste rezultate mecanismul tratamentului colorant cu alga a fost atribuit proceselor de: -biosorbție
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
aprofundează aspectele cinetice ale proceselor în vederea elucidării mecanismelor implicate. Deoarece biosorbția este independentă de metabolism este de așteptat să fie un proces rapid. În mod simplist, la biosorbția cu celule microbiene neviabile se disting două faze: una foarte rapidă de reținere inițială într-un interval de 30-60 minute, urmată de atingerea lentă a echilibrului în 2-3 ore (Celaya și al., 2000; Choi și Yun, 2004; Lu și al., 2006; Vijayaraghavan și Yun, 2008b). Dacă biomasa bacteriană este imobilizată atingerea echilibrului are
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
teoretice și valorile qe experimentale. În concluzie, acest sistem de adsorbție nu a urmat o reacție de pseudo-ordin doi, la concentrații reduse de colorant. S-a demonstrat că substanțele polimerice extracelulare eliberate de bacteria P. mirabilis TJ-1sunt foarte eficiente în reținerea colorantului Basic Blue 54 din soluții apoase. Sorbția colorantului la pH 12,0 poate atinge echilibrul în numai 5 min, la temperatura camerei. Cinetica de pseudo-ordin doi este adecvată acestui sistem (Zhang și al., 2009). 4.3.7.2. Fungi
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Tezer (2000) au aplicat modelele cinetice de pseudo-ordin I și II datelor cinetice experimentale ale biosorbției colorantului Remazol Black B pe fungul R. arrhizus, presupunând că în sistem pot fi neglijate limitările legate de transferul de masă extern. Procesul de reținere a colorantului se conformează expresiei vitezei de pseudo-ordin II, iar constantele de viteză ale adsorbției cresc cu creșterea temperaturii până la 350C și scad cu creșterea concentrației. Studiile cinetice realizate de Fu și Virarahavan (2000, 2001b, 2002a, 2002b) pentru biosorbția Acid
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de către aceste celule uscate (69, 68, 58 și respectiv 75). Echilibrul s-a stabilit în 240 minute pentru acești biosorbenți la toate concentrațiile inițiale de coloranți studiate și echilibrul nu se modifică după 72 de ore. S-a sugerat că reținerea coloranților se produce predominant prin legarea la suprafață și că situsurile disponibile pe biosorbent sunt factorul limitativ pentru biosorbție. Pătrunderea intracelulară a colorantului în aceste celule este nesemnificativă. Biomasa levurică modificată cu acid polimetacrilic își îmbunătățește semnificativ capacitatea de adsorbție
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
că procesul este foarte rapid comparativ cu cel al sorbenților obișnuiți (cărbune activ, rășini) (Yu și al., 2009a). Vitezele de sorbție au fost foarte mari în decursul stadiilor inițiale ale procesului de sorbție. După o sorbție foarte rapidă, vitezele de reținere scad lent în timp și valorile de echilibru se ating după aproximativ 70 minute pentru toți cei trei coloranți. Viteza mare de reținere inițială și timpul scurt de atingere a echilibrului de adsorbție au demonstrat că suprafața biomasei modificate are
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
foarte mari în decursul stadiilor inițiale ale procesului de sorbție. După o sorbție foarte rapidă, vitezele de reținere scad lent în timp și valorile de echilibru se ating după aproximativ 70 minute pentru toți cei trei coloranți. Viteza mare de reținere inițială și timpul scurt de atingere a echilibrului de adsorbție au demonstrat că suprafața biomasei modificate are o densitate mare de situsuri active pentru adsorbția coloranților. Comparativ cu cei mai mulți biosorbenți și adsorbenți poroși (rășinile și cărbunele activ) cinetica de adsorbție
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mai scurt. 4.3.7.4. Alge Rezultatele obținute la biosorbția coloranților reactivi de tip vinil sulfonic (Remazol Black B, Remazol Red RR și Remazol Golden Yellow RNL) pe biomasa uscată a algei verzi Chlorella vulgaris indică un proces de reținere care urmează modelul de pseudo-ordin doi și expresiile vitezei de tip saturare pentru fiecare sistem algă-colorant (Aksu și Tezer, 2005). 4.3.7.5. Nămol activ Aksu (2001) a relatat că sorbția inițială, cu nămol activ uscat, a colorantului Reactive
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
coloranților Un parametru esențial care afectează capacitatea de adsorbție a biosorbenților, echilibrele de disociere ale coloranților și solubilitatea lor este pH-ul soluției în care are loc biosorbția. În cazul biomasei bacteriene de Aeromonas (Hu, 1992) s-a stabilit că reținerea a 11 coloranți reactivi descrește de la pH 3,0 la 11,0, iar pH-ul optim pentru biosorbția lor este situat în domeniul acid. Același cercetător a investigat efectul pH-ului asupra reținerii a 6 coloranți reactivi, cu trei bacterii
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Aeromonas (Hu, 1992) s-a stabilit că reținerea a 11 coloranți reactivi descrește de la pH 3,0 la 11,0, iar pH-ul optim pentru biosorbția lor este situat în domeniul acid. Același cercetător a investigat efectul pH-ului asupra reținerii a 6 coloranți reactivi, cu trei bacterii gram-negative (P. luteola, E. coli și Aeromonas sp.) și a relatat că biosorbția tuturor coloranților crește semnificativ cu scăderea pH-ului. Acest comportament este explicat pe baza interacțiunilor de natură electrostatică între suprafața
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
al., 2004). Variația biosorbției colorantului Reactive Black 5 (RB 5) a fost studiată în domeniul de pH 1-11. Se observă din Figura 4.70 un maxim al biosorbției RB 5 la pH ≤3, când se produce adsorbția totală a colorantului. Reținerea se reduce cu creșterea pH-ului până la pH 7, iar la valori mari crește ușor. De aceea, s-a impus ca în cazul acestui sistem să se opereze la un pH ≤ 3. În plus, s-a anticipat performanța bună a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
s-a impus ca în cazul acestui sistem să se opereze la un pH ≤ 3. În plus, s-a anticipat performanța bună a desorbției colorantului în jurul pH-ului 7, corespunzător celei mai scăzute valori a biosorbției (Won și al., 2006). Reținerea colorantului Reactive Red 4 (Figura 4.71), cu aceeași biomasă, s-a intensificat pe măsură ce pH-ul soluției s-a diminuat, iar la pH >7 reținerea a fost neglijabilă (Won și al., 2005). Reținerea colorantului Reactive Yellow 2 a avut loc
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]