5,366 matches
-
anumite studii se apelează la coloranți puri considerați model din punct de vedere structural. Concluziile care se desprind în urma stabilirii parametrilor optimi de adsorbție pot da o orientare generală, dar se modifică în cazul testărilor produșilor comerciali care conțin alături de coloranții puri și alți componenți în proporții diferite. De aceea, natura chimică a colorantului (specie, mărime, sarcină ionică) și sursa de proveniență determină mecanismul adsorbției. Pentru celulele viabile toxicitatea colorantului și concentrația lui influențează mult procesul. Legarea de biomasa inactivată poate
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
structural. Concluziile care se desprind în urma stabilirii parametrilor optimi de adsorbție pot da o orientare generală, dar se modifică în cazul testărilor produșilor comerciali care conțin alături de coloranții puri și alți componenți în proporții diferite. De aceea, natura chimică a colorantului (specie, mărime, sarcină ionică) și sursa de proveniență determină mecanismul adsorbției. Pentru celulele viabile toxicitatea colorantului și concentrația lui influențează mult procesul. Legarea de biomasa inactivată poate depinde în afară de tipul de colorant, de tipul de biomasă, de modul de obținere
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
dar se modifică în cazul testărilor produșilor comerciali care conțin alături de coloranții puri și alți componenți în proporții diferite. De aceea, natura chimică a colorantului (specie, mărime, sarcină ionică) și sursa de proveniență determină mecanismul adsorbției. Pentru celulele viabile toxicitatea colorantului și concentrația lui influențează mult procesul. Legarea de biomasa inactivată poate depinde în afară de tipul de colorant, de tipul de biomasă, de modul de obținere și proprietățile de suprafață specifice biosorbentului și condițiile de mediu (pH, temperatură, tărie ionică, prezența ionilor
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în proporții diferite. De aceea, natura chimică a colorantului (specie, mărime, sarcină ionică) și sursa de proveniență determină mecanismul adsorbției. Pentru celulele viabile toxicitatea colorantului și concentrația lui influențează mult procesul. Legarea de biomasa inactivată poate depinde în afară de tipul de colorant, de tipul de biomasă, de modul de obținere și proprietățile de suprafață specifice biosorbentului și condițiile de mediu (pH, temperatură, tărie ionică, prezența ionilor metalici, a liganzilor anorganici sau organici în soluție). Ținând cont de acest ultim aspect, biosorbția microbiologică
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de obținere și proprietățile de suprafață specifice biosorbentului și condițiile de mediu (pH, temperatură, tărie 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
tip de adsorbenți neconvenționali sunt mult mai selectivi decât cărbunele activ comercial și schimbătorii de ioni tradiționali, încât pot reduce concentrația coloranților la nivele de ordinul ppb. Procesele de biosorbție microbiologice sunt convenabile, în special, pentru tratamentul soluțiilor care conțin coloranții toxici în soluții diluate. Biosorbția este o alternativă promițătoare la procesele convenționale pentru îndepărtarea coloranților. Se remarcă un număr mare de cercetări în această direcție, reflectate de o serie de articole de sinteză (Aksu, 2005; Aksu și Tezer, 2005; Crini
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
serie de articole de sinteză (Aksu, 2005; Aksu și Tezer, 2005; Crini, 2006; Fu și Viraraghavan, 2001a; Gupta și Suhas, 2009; Robinson și al., 2001). Deși biosorbția microbiologică este o cale simplă de decolorare a unor ape reziduale care conțin coloranți, totuși, nu este convenabilă pentru tratamente pe termen lung. În decursul adsorbției colorantul se concentrează pe biomasă și aceasta tinde de a se satura în timp, iar produsul rezultat adsorbent-colorant ridică probleme din punct de vedere practic, atât la separare
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
nivel de laborator au în vedere dezvoltarea unor procedee de separare eficiente și simple paralel cu recuperarea prin desorbție a coloranților reținuți și reutilizarea biosorbentului. Un progres însemnat înregistrat constă în obținerea celulelor levurice modificate magnetic care adsorb eficient diverși coloranți solubili în apă. Avantajul major al acestei variante este că se pretează la dezvoltarea unor procese tehnologice care în final permit de a separa ușor biosorbenții saturați cu coloranții contaminanți din volume mari de apă poluată (Safarik și al., 2002
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
constă în obținerea celulelor levurice modificate magnetic care adsorb eficient diverși coloranți solubili în apă. Avantajul major al acestei variante este că se pretează la dezvoltarea unor procese tehnologice care în final 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
apă. Avantajul major al acestei variante este că se pretează la dezvoltarea unor procese tehnologice care în final 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 capitol se tratează strict biosorbția (activă sau
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pasivă), fără abordarea 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
bacterii Gram pozitive și bacterii Gram negative. Complexitatea procesului de reținere a coloranților de către bacterii este reflectată prin afinitățile lor tinctoriale. Încă din 1884 metoda de colorație GRAM, introdusă în bacteriologie (pentru identificarea bacteriilor) s-a bazat pe adsorbția unor coloranți de către celulele bacteriene. Această tehnică de diferențiere a bacteriilor conține elementele de bază ale mecanismului de acțiune a coloranților bazici funcție de structura internă a celulei (Topală, 1968). Vijayaraghavan și Yun (2008a), pe baza informațiilor existente în literatură, au realizat o
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ca alge. Algele au fost reclasificate ca protiste, iar algele albastre verzi datorită naturii procariotice au fost clasificate cu bacteriile în regnul procariotelor Monera (Enciclopedia Britanica). Tulpinile cianobacteriilor procariotice sunt cele mai multe tulpini de alge termofilice. În studiile de bioacumulare cu coloranți (Sadettin și Dőnmez, 2006) au fost utilizate două tulpini de alge izolate din izvoare fierbinți, purificate și identificate ca Synechococcus sp. și Phormidium sp. Rezultatele examinării microscopice sunt prezentate în Figura 4.3. Synechococcus sp. este o tulpină unicelulară cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este că pot fi ușor îndepărtate de celule prin tratament mecanic sau chimic (Massé, 2004; Yee și Fein, 2001). Acești produși de metabolism sunt biosorbenți eficienți datorită capacității de a se asocia cu diverși ioni metalici și coloranți. Studiile cu privire la coloranți 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 cu aplicații în anumite cazuri, datorită îndepărtării eficiente a coloranților și fără producere de produși secundari toxici (dacă se exclude biodegradarea). Cele mai multe studii și aplicații au în vedere biosorbenții neviabili obținuți prin inactivare pe
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
producere de produși secundari toxici (dacă se exclude biodegradarea). Cele mai multe studii și aplicații au în vedere biosorbenții neviabili obținuți prin inactivare pe diferite căi. În acest caz, dificultățile legate de mediul de cultură și de toxicitatea la concentrații mari de colorant nu constituie impedimente în desfășurarea adsorbției coloranților. 4.2.1.4. Tipuri de biosorbenți conform formei sub care sunt utilizați Biosorbenții microbiologici pot fi utilizați în experimentele de sorbție și în aplicații în stare liberă sau imobilizați. În stare liberă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
acestea, ei posedă o serie de avantaje legate de capacitatea înaltă de biosorbție, atingerea rapidă a stării staționare, preț de cost foarte scăzut și un transfer de masă al particulelor bun. Aplicarea biosorbenților microbieni în practică pentru remedierea efluenților cu coloranți a fost împiedicată de o serie de limitări operaționale asociate cu caracteristicile lor fizice menționate, datorate posibilei umflări a biomasei, a incapacității de regenerare/reutilizare și de realizare a unor presiuni mari în coloane (Vijayaraghavan și Yun, 2008a). În cazul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 un ax la distanța de 1 cm și sunt
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 un ax la distanța de 1 cm și sunt imersate pe jumătate în soluția de colorant. Se asigură o viteză lentă 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
care este imobilizat fungul viabil sau inactivat. Discurile sunt fixate pe un ax la distanța de 1 cm și sunt imersate pe jumătate în soluția de colorant. Se asigură o viteză lentă 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cele ce urmează vor fi prezentate metodele generale de obținere și de caracterizare a biosorbenților microbiologici și câteva exemplificări, pentru a evidenția particularitățile fiecărui tip de biosorbent utilizat. În general, biomasa viabilă se utilizează, atât în experimentele în care reținerea colorantului are loc prin adsorbție la suprafața celulelor, cât și prin bioacumulare. Pentru obținerea biomasei viabile microorganismele (tulpini de colecție sau tulpini izolate și identificate din diverse surse) sunt inoculate și cultivate pe medii caracteristice, iar după dezvoltare optimă, se separă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
microorganismele (tulpini de colecție sau tulpini izolate și identificate din diverse surse) sunt inoculate și cultivate pe medii caracteristice, iar după dezvoltare optimă, se separă de lichid. Se testează capacitatea de sorbție a biosorbentului în forma respectivă, în raport cu un anumit colorant, introdus în mediul de cultură al microorganismului (Abd-El-Rahim și al., 2009). Uneori, s-a utilizat un mediu sintetic sărac în surse de azot sau carbon, care conține o anumită concentrație de colorant. O variantă presupune introducerea directă a biomasei în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a biosorbentului în forma respectivă, în raport cu un anumit colorant, introdus în mediul de cultură al microorganismului (Abd-El-Rahim și al., 2009). Uneori, s-a utilizat un mediu sintetic sărac în surse de azot sau carbon, care conține o anumită concentrație de colorant. O variantă presupune introducerea directă a biomasei în soluția de colorant. Pentru îmbunătățirea performanțelor de bioacumulare (mai ales în cazul unor coloranți toxici) microorganismul se adaptează în prealabil la doze progresive de colorant . Pentru inoculare, se utilizează un inocul al
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]