7,489 matches
-
ionică, prezența ionilor metalici, a liganzilor anorganici sau organici în soluție). Ținând cont de acest ultim aspect, biosorbția microbiologică poate avea loc: - direct prin asocierea colorantului cu celulele microorganismelor (neviabile sau viabile); - indirect prin intermediul substanțelor polimerice extracelulare produse de unele microorganisme. Principala atractivitate a biosorbției microbiologice este prețul de cost redus al biosorbenților și performanțele ridicate de îndepărtare a coloranților. O serie de produse naturale abundente (de exemplu, microalgele provenite din lacuri sau din mare) sau reziduale, provenite din operații industriale
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
permit de a separa ușor biosorbenții saturați cu coloranții contaminanți din volume mari de apă poluată (Safarik și al., 2002). Bioasocierea între colorant și celulele unor microganisme viabile este doar o primă etapă în procesul de depoluare. Finalitatea, în funcție de natura microorganismului, poate fi reducerea biologică a unor coloranți azo, sau biodegradarea lor, care stau la baza unor tehnologii de tratament destructiv (dos Santos și al., 2007; Kaushik și Malik, 2009; Pearce și al., 2003; Rodríguez Couto, 2009). Precizăm că în acest
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
biodegradării microbiologice a coloranților, care se bazează pe principii și mecanisme specifice. 4.2. Obținerea și modul de întrebuințare a biosorbenților microbiologici 4.2.1. Tipuri de biosorbenți microbiologici utilizați pentru reținerea coloranților În cazul biosorbției unor coloranți textili cu microorganisme trebuie luate în considerare în primul rând particularitățile acestei categorii de sorbenți. Clasificarea biosorbenților microbiologici poate fi realizată ținând cont de mai multe criterii: natura microorganismului conform clasificărilor din microbiologie (fungi, alge, bacterii, levuri); modul de obținere (cultură pură, biomasă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de biosorbenți microbiologici utilizați pentru reținerea coloranților În cazul biosorbției unor coloranți textili cu microorganisme trebuie luate în considerare în primul rând particularitățile acestei categorii de sorbenți. Clasificarea biosorbenților microbiologici poate fi realizată ținând cont de mai multe criterii: natura microorganismului conform clasificărilor din microbiologie (fungi, alge, bacterii, levuri); modul de obținere (cultură pură, biomasă reziduală industrială, nămol activ); starea microorganismului (viabilă sau neviabilă); forma sub care este utilizat (nativ, modificat: fizic, chimic, genetic, magnetic, imobilizat); modul de operare (static sau
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
primul rând particularitățile acestei categorii de sorbenți. Clasificarea biosorbenților microbiologici poate fi realizată ținând cont de mai multe criterii: natura microorganismului conform clasificărilor din microbiologie (fungi, alge, bacterii, levuri); modul de obținere (cultură pură, biomasă reziduală industrială, nămol activ); starea microorganismului (viabilă sau neviabilă); forma sub care este utilizat (nativ, modificat: fizic, chimic, genetic, magnetic, imobilizat); modul de operare (static sau dinamic). 4.2.1.1. Tipuri de biosorbenți conform naturii microorganismelor și a particularităților lor structurale Biosorbția cu microorganisme este
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
obținere (cultură pură, biomasă reziduală industrială, nămol activ); starea microorganismului (viabilă sau neviabilă); forma sub care este utilizat (nativ, modificat: fizic, chimic, genetic, magnetic, imobilizat); modul de operare (static sau dinamic). 4.2.1.1. Tipuri de biosorbenți conform naturii microorganismelor și a particularităților lor structurale Biosorbția cu microorganisme este un caz particular al adsorbției, care utilizează drept sorbenți numeroase specii de fungi, alge, bacterii, levuri. Natura microorganismului (conform clasificărilor din microbiologie), caracteristicile morfologice și în special particularitățile structurale ale peretelui
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
starea microorganismului (viabilă sau neviabilă); forma sub care este utilizat (nativ, modificat: fizic, chimic, genetic, magnetic, imobilizat); modul de operare (static sau dinamic). 4.2.1.1. Tipuri de biosorbenți conform naturii microorganismelor și a particularităților lor structurale Biosorbția cu microorganisme este un caz particular al adsorbției, care utilizează drept sorbenți numeroase specii de fungi, alge, bacterii, levuri. Natura microorganismului (conform clasificărilor din microbiologie), caracteristicile morfologice și în special particularitățile structurale ale peretelui celular sunt esențiale în selectarea celei mai eficiente
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
operare (static sau dinamic). 4.2.1.1. Tipuri de biosorbenți conform naturii microorganismelor și a particularităților lor structurale Biosorbția cu microorganisme este un caz particular al adsorbției, care utilizează drept sorbenți numeroase specii de fungi, alge, bacterii, levuri. Natura microorganismului (conform clasificărilor din microbiologie), caracteristicile morfologice și în special particularitățile structurale ale peretelui celular sunt esențiale în selectarea celei mai eficiente perechi biosorbent-colorant. În continuare, vor fi date câteva aspecte generale referitoare la elementele structurale caracteristice celulelor microorganismelor, fiind deosebit de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
levuri. Natura microorganismului (conform clasificărilor din microbiologie), caracteristicile morfologice și în special particularitățile structurale ale peretelui celular sunt esențiale în selectarea celei mai eficiente perechi biosorbent-colorant. În continuare, vor fi date câteva aspecte generale referitoare la elementele structurale caracteristice celulelor microorganismelor, fiind deosebit de importante în elucidarea mecanismului de biosorbție al coloranților. Microorganismele formează un grup vast și eterogen de organisme diferite ca morfologie, activitate biologică și poziție sistematică, având însă o serie de caracteristici comune: dimensiunile microscopice, organizare în general unicelulară
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
special particularitățile structurale ale peretelui celular sunt esențiale în selectarea celei mai eficiente perechi biosorbent-colorant. În continuare, vor fi date câteva aspecte generale referitoare la elementele structurale caracteristice celulelor microorganismelor, fiind deosebit de importante în elucidarea mecanismului de biosorbție al coloranților. Microorganismele formează un grup vast și eterogen de organisme diferite ca morfologie, activitate biologică și poziție sistematică, având însă o serie de caracteristici comune: dimensiunile microscopice, organizare în general unicelulară și o structură internă relativ simplă. În acest grup sunt incluse
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este unitatea de structură a bacteriilor sensu lato și a “algelor” albastre-verzi. Fungii și toate celelalte tipuri de alge au ca unitate de structură celula eucariotă, mai complexă (Zarnea, 1983; Zarnea și al., 1982). Referitor la elementele structurale ale celulelor microorganismelor, în continuare vor fi redate succint câteva aspecte generale, necesare unui chimist analist implicat în rezolvarea acestui caz particular de adsorbție. Bacteriile, în ce privește elementele structurale, au organizare celulară de tip procariot, unicelulară sau unicelular-colonială, delimitate de un perete celular rigid
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Rezultatele examinării microscopice sunt prezentate în Figura 4.3. Synechococcus sp. este o tulpină unicelulară cu celule care au un diametru între 3,48-5,80 mm și se reproduc prin fisiune binară în unul din planurile sucesive. Fungii filamentoși sunt microorganisme eucariote cu metabolism de tip chimiorganotrof. Corpul lor este alcătuit dintr-un tal, format prin creșterea împreună a numeroase filamente tubulare microscopice, lungi și subțiri, numite hife, al căror ansamblu reprezintă un miceliu (Figura 4.4). Fungii filamentoși au trei
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
grupul larg și divers de alge protiste, Chlorophyta sunt numite alge verzi și sunt reprezentate în special prin specii care se dezvoltă în apă proaspătă, dar și în sol. Toți membrii conțin clorofilă a, b, β-caroten și exantofile. Majoritatea acestor microorganisme conțin o cloroplastă pe celulă, care adesea conține un centru de formare a amidonului numit ‘pyrenoid’. Materialul de rezervă, de hrană este amidonul. Reproducerea are loc prin zoospori, fisiune și alte căi. Microalga verde Spirogyra sp. a fost frecvent întrebuințată
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
se pot obține pe căi diferite, în funcție de scopul urmărit, dar în final interesează realizarea unui material accesibil, cu eficiență ridicată în adsorbția coloranților din ape reziduale și preț de cost scăzut. Se disting următoarele tipuri de biosorbenți: - Culturi pure de microorganisme Se obțin în laborator conform tehnicilor curente microbiologice și constau în culturi de microorganisme (fungi, levuri, bacterii, microalge) care conțin celulele crescute pe medii caracteristice, la un nivel optim de dezvoltare. Inoculul provine din tulpini de colecție, sau tulpini izolate
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
unui material accesibil, cu eficiență ridicată în adsorbția coloranților din ape reziduale și preț de cost scăzut. Se disting următoarele tipuri de biosorbenți: - Culturi pure de microorganisme Se obțin în laborator conform tehnicilor curente microbiologice și constau în culturi de microorganisme (fungi, levuri, bacterii, microalge) care conțin celulele crescute pe medii caracteristice, la un nivel optim de dezvoltare. Inoculul provine din tulpini de colecție, sau tulpini izolate (identificate) din diverse surse și este utilizat sub forma respectivă, sau după o prealabilă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
produși intermediari și produse finite ale activității industriale. S-a remarcat ca biosorbent eficient al coloranților, adsorbția fiind mecanismul primar, care poate conduce ulterior la biodegradare. Se utilizează frecvent în formă modificată fizic sau chimic. - Substanțe polimerice extracelulare (EPS) Anumite microorganisme, în condiții speciale de mediu și de creștere, pot produce și elibera în mediu compuși macromoleculari întâlniți în literatură sub denumirea de substanțe polimerice extracelulare (EPS). Privite global sunt amestecuri eterogene de polizaharide și proteine în calitate de constituenți majori, iar acizii
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
sunt în număr redus. Formarea EPS este legată de existența celulelor microbiene viabile, iar biosorbția poate fi privită, în acest caz, ca un proces indirect datorită unor produși de metabolism formați. 4.2.1.3. Tipuri de biosorbenți conform stării microorganismului În procesul de biosorbție, biosorbenții microbiologici pot fi produși și utilizați sub formă de: -biomasă viabilă; -biomasă neviabilă inactivată (prin tratament chimic, termic, cu microunde, autoclavare) sau marcată magnetic. Reținerea coloranților cu microorganismele viabile este un proces complex de adsorbție
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
1.3. Tipuri de biosorbenți conform stării microorganismului În procesul de biosorbție, biosorbenții microbiologici pot fi produși și utilizați sub formă de: -biomasă viabilă; -biomasă neviabilă inactivată (prin tratament chimic, termic, cu microunde, autoclavare) sau marcată magnetic. Reținerea coloranților cu microorganismele viabile este un proces complex de adsorbție (independent de metabolism) și de acumulare în celule (dependentă de metabolism). Deși utilizarea biomasei viabile impune respectarea unor anumite condiții experimentale legate de mediu, temperatură, concentrația colorantului, totuși s-a dovedit un procedeu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a unor presiuni mari în coloane (Vijayaraghavan și Yun, 2008a). În cazul utilizării fungilor, o altă problemă care apare este legată de fragmentarea biomasei hifale și sedimentarea masei celulelor, care restricționează curgerea în instalațiile cu operare continuă. Pot fi imobilizate microorganisme viabile, conform unor tehnici speciale, invazive, sau neviabile pe cale fizică sau chimică, conform unor procedee adaptate utilizate pentru enzime. Suporturile pot fi: anorganice, macromoleculare de sinteză și macromoleculare naturale. Se pot menționa următoarele avantaje ale preparatelor microbiene imobilizate: - pot fi
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
produsului imobilizat se poate face simplu prin filtrare, centrifugare, sedimentare și în unele cazuri magnetic; - se pot trata în condiții economice soluții diluate, ape reziduale; - se poate lucra la un pH controlat, uneori deplasat față de pH-ul optim necesar dezvoltării microorganismului, datorită protecției celulelor viabile exercitată de matricea utilizată pentru imobilizare. Dezavantajul celulelor de microorganisme imobilizate (întâlnit și la enzime) este legat de apariția limitărilor difuzionale și de evadare a microorganismului în mediul de reacție. 4.2.1.5. Tipuri de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
magnetic; - se pot trata în condiții economice soluții diluate, ape reziduale; - se poate lucra la un pH controlat, uneori deplasat față de pH-ul optim necesar dezvoltării microorganismului, datorită protecției celulelor viabile exercitată de matricea utilizată pentru imobilizare. Dezavantajul celulelor de microorganisme imobilizate (întâlnit și la enzime) este legat de apariția limitărilor difuzionale și de evadare a microorganismului în mediul de reacție. 4.2.1.5. Tipuri de biosorbenți conform modului de operare Ca și în cazul adsorbției cu adsorbenți convenționali, experimentele
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pH controlat, uneori deplasat față de pH-ul optim necesar dezvoltării microorganismului, datorită protecției celulelor viabile exercitată de matricea utilizată pentru imobilizare. Dezavantajul celulelor de microorganisme imobilizate (întâlnit și la enzime) este legat de apariția limitărilor difuzionale și de evadare a microorganismului în mediul de reacție. 4.2.1.5. Tipuri de biosorbenți conform modului de operare Ca și în cazul adsorbției cu adsorbenți convenționali, experimentele statice sunt utilizate pentru a evalua condițiile optime de desfășurare a procesului, eficiența biosorbentului, viteza de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
eficiența biosorbentului, viteza de biosorbție și posibilitatea regenerării biomasei, eventual recuperarea colorantului. Față de procedeul cunoscut, prin care se pune în contact biosorbentul cu colorantul în anumite condiții experimentale, au fost elaborate două variante statice (Binupriya și al., 2007b, 2008). Pentru microorganismele viabile s-a adoptat un mod de funcționare aerat (reactor care asigură barbotarea cu aer). Contactorul biologic rotativ (RBC) poate fi utilizat pentru microorganismele viabile și neviabile (Figura 4.6). Soluția de colorant este introdusă într-o cuvă (capacitate 1
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în anumite condiții experimentale, au fost elaborate două variante statice (Binupriya și al., 2007b, 2008). Pentru microorganismele viabile s-a adoptat un mod de funcționare aerat (reactor care asigură barbotarea cu aer). Contactorul biologic rotativ (RBC) poate fi utilizat pentru microorganismele viabile și neviabile (Figura 4.6). Soluția de colorant este introdusă într-o cuvă (capacitate 1 L). Discurile rotative sunt plăci circulare perforate (cu diametrul de 12 cm) pe care este imobilizat fungul viabil sau inactivat. Discurile sunt fixate pe
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de rotire (10 rpm) pentru a favoriza reținerea colorantului pe biomasa fungică. Pentru aplicarea în practică studiile desfășurate în condiții statice sunt extinse în regim dinamic. Se preferă utilizarea biosorbenților în coloane, datorită avantajelor operaționale. Stratul de biosorbent constă în microorganisme imobilizate viabile sau neviabile. Când se utilizează preparate microbiene imobilizate în procedeul continuu, scade timpul de contact între microorganism și soluția cu care vine în contact (față de cel discontinuu) și se reduce gradul de inhibare al activității microbiene (pentru culturi
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]