3,283 matches
-
biomasei fungice la o încărcare pozitivă, crescând astfel atracția între biomasa fungică și colorantul anionic Acid Blue 29. Patel și Suresh (2007) au constat că fungul Aspergillus foetidus (o suspensie a biomasei în apă) are abilitatea de a decolora 99% colorantul Reactive Black 5 (RB5) la un pH acid (2 - 3). Eficiența biosorbției a fost urmărită pe diverse forme de biomasă fungică: incubată în HCl 0,1 N, NaOH 0,1 M sau NaOH 1 M timp de o oră. Biomasa
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
24 ore pentru a înlocui speciile ionice din produsul natural complex cu protoni. Nămolul tratat cu acid a fost spălat și uscat la 60șC (24 ore). Nămolul rezultat protonat a fost păstrat în exicator și utilizat ca adsorbent pentru sorbția coloranților Methylene Blue și Reactive Red 4 din soluții apoase. Imaginea SEM a nămolului (Figura 4.21) arată că suprafața particulelor de nămol este neregulată cu o distribuție a porilor foarte eterogenă. Caracterizarea situsurilor de legare ale biomasei protonate s-a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
2005) au determinat caracteristicile de adsorbție ale acestui nou tip de adsorbent biologic, bazate pe interacțiunea sa cu coloranți model. 4.2.6. Biosorbenți imobilizați 4.2.6.1. Principiul imobilizării microorganismelor Imobilizarea biomasei fungice neviabile pentru utilizarea la îndepărtarea coloranților în condiții restrictive de creștere este avantajoasă, când efluentul are toxicitate și inhibă creșterea celulară. Biomasa inactivată nu necesită o furnizare continuă de nutrienți și poate fi regenerată și reutilizată în mai multe cicluri (Prigione și al., 2008). Imobilizarea microorganismelor
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Imaginile SEM ale celor două tipuri de perle indică structuri diferite ale suprafeței acestora. Suprafața perlelor de gel a fost rugoasă, fără pori. Structura de suprafață a sferelor de Na-CMC imobilizate a fost afânată și fin poroasă, ceea ce facilitează difuzia coloranților. Creșterea fungului a avut loc uniform, fiind abundent pe suprafața sferelor, ceea ce dovedește că imobilizarea sporilor nu a fost localizată. În plus, materialul are un preț de cost scăzut. Această distribuție uniformă a fungului conduce la biosorbția coloranților pe biomasa
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
facilitează difuzia coloranților. Creșterea fungului a avut loc uniform, fiind abundent pe suprafața sferelor, ceea ce dovedește că imobilizarea sporilor nu a fost localizată. În plus, materialul are un preț de cost scăzut. Această distribuție uniformă a fungului conduce la biosorbția coloranților pe biomasa imobilizată pe gelul de Na-CMC. Modificarea aparentă a sferelor cu fung imobilizat înainte și după adsorbție este evidentă datorită culorii lor și a decolorării simultane a soluțiilor care conțin colorant. Acest fapt demonstrează că reacția principală este adsorbția
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Această distribuție uniformă a fungului conduce la biosorbția coloranților pe biomasa imobilizată pe gelul de Na-CMC. Modificarea aparentă a sferelor cu fung imobilizat înainte și după adsorbție este evidentă datorită culorii lor și a decolorării simultane a soluțiilor care conțin colorant. Acest fapt demonstrează că reacția principală este adsorbția de către suport și miceliu și nu biodegradarea de către miceliu. 4.2.6.10. Entraparea sporilor de A. fumigatus în gel de alginat pentru obținerea fungului imobilizat, viabil Ca suport de imobilizare s-
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
hifelor fungice (Iqbal și al., 2005, Iqbal și Saeed, 2005). Matricea biostructurală a acestor materiale obținute din plante are o arie a suprafeței extinsă, depresiuni și cavități care le fac ideale pentru imobilizarea hifelor fungice. Aplicarea acestui sistem pentru adsorbția coloranților a fost relatată printr-o serie de date preliminare (Iqbal și Saeed, 2007). Studiul a fost extins apoi pentru utilizarea buretelui loofa ca material de imobilizare pentru entraparea fungului Trichoderma viride. Noul sistem de biosorbent se remarcă prin prețul de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
T. viride entrapată în discurile de LS a fost determinată prin diferența de masă a discurilor de LS înainte și după procedeul de imobilizare a fungului (Saeed și al., 2009). 4.3. Mecanismele implicate în procesele microbiologice de biosorbție a coloranților În general, biosorbția unor poluanți prin intermediul microorganismelor se poate produce datorită unei adsorbții fizice propriu zise la suprafața celulelor și prin procese de schimb ionic, complexare (coordinarea), complexare-chelatizare, microprecipitare, redox. Această varietate de căi posibile poate fi explicată prin complexitatea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
peretelui celular, a polimerilor extracelulari și unele sisteme enzimatice care pot acționa la nivelul celulei (Aksu, 2005; Crini, 2006; dos Santos și al., 2007; Fu și Viraraghavan, 2001a; Kaushik și Malik, 2008; Pandey și al., 2007). În cazul particular al coloranților textili, procesul de adsorbție este complex, depinzând de caracteristicile sistemului biosorbent-colorant. Interacțiunea microorganismelor cu coloranții, în anumite condiții experimentale, variază mult în funcție de: tipul de microorganism utilizat și starea lui de existență (viabil sau inactivat); forma sub care este utilizat (liber
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cu coloranții, în anumite condiții experimentale, variază mult în funcție de: tipul de microorganism utilizat și starea lui de existență (viabil sau inactivat); forma sub care este utilizat (liber sau imobilizat); structura chimică a colorantului. În literatură există informații limitate cu privire la interacțiunile coloranților cu biomasa (Banks și Parinson, 1992; Chu și Chen, 2002b; Dhaouadi și M’Henni, 2009; Won și al., 2009a). Se constată un nivel avansat de cunoștințe acumulate cu privire la biosorbția ionilor metalici și o serie de aspecte ale mecanismelor sunt valabile
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mecanismelor sunt valabile și în acest caz (Dulman, 2004; Vijayaraghavan și Yun, 2008a). După cum s-a arătat anterior, tipurile de microorganisme implicate sunt diverse și includ bacteriile, fungii, levurile și microalgele. S-a stabilit că, în general, îndepărtarea microbiologică a coloranților este rezultatul a patru mecanisme: adsorbția, schimbul ionic, bioacumularea și îndepărtarea prin produși de metabolism. Biosorbția și schimbul ionic se întâlnesc atât la celulele microbiene vii, cât și la cele neviabile. Bioacumularea și îndepărtarea prin produși de metabolism presupune existența
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în polizaharide, proteine și lipide, oferind o multitudine de grupe funcționale cu particularități legate de natura microorganismului. Coloranții pot interacționa cu aceste grupe active de pe suprafața celulelor în mod diferit. Pentru microorganismele viabile, capabile să se dezvolte pe parcursul experimentelor, acumularea coloranților de către biomasă poate implica o combinație a unui mecanism de transport pasiv, începând cu difuzia solutului adsorbit la suprafața celulei microbiene și a unui mecanism activ dependent de metabolism (Aksu și Tezer, 2000; O’Mahoni și al., 2002; Veglio și
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
implica o combinație a unui mecanism de transport pasiv, începând cu difuzia solutului adsorbit la suprafața celulei microbiene și a unui mecanism activ dependent de metabolism (Aksu și Tezer, 2000; O’Mahoni și al., 2002; Veglio și Beolchini, 1997). Odată ce colorantul a difuzat la suprafață el se va lega de situsurile suprafeței celulare. Pentru biosorbenții microbieni neviabili este valabil primul mecanism. Mecanismul global de reținere a unui colorant poate varia de la cazul simplu al unor interacțiuni fizice la cele chimice. Se
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
unor interacțiuni fizice la cele chimice. Se recunoaște că eficiența și selectivitatea adsorbției cu biomasa microbiologică se datorează mecanismului prin schimb ionic. În vederea stabilirii mecanismului biosorbției este foarte important să se realizeze o caracterizare a biosorbenților înainte și după adsorbția coloranților. În funcție de sistemul investigat cercetătorii au apelat la o varietate de metode dintre care menționăm: -titrările potențiometrice au permis determinarea tipului și numărului situsurilor de legare din biosorbenți și valorile pKa. S-a corelat cantitatea de grupe acide, determinate prin titrări
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
X dispersivă (EDX); -măsurătorile de mobilitate electroforetică au evaluat încărcarea electrică a învelișului în anumite condiții de pH; -spectroscopia de fotoelectroni cu raze X (XPS) s-a utilizat pentru a confirma implicarea unor grupe existente pe suprafața biosorbentului în legarea coloranților; -s-a determinat pentru biosorbenți diametrul volumetric mediu al particulelor și aria suprafeței stabilită prin metoda BET; -lățimea medie a porilor a fost calculată cu metoda Barrett-Joyner-Halenda. Pe baza aplicării acestor metode diverse de analiză a suprafeței biomasei a fost elucidat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
rolul colorantului. În continuare, în acest subcapitol se vor aborda aspectele semnificative ale mecanismelor implicate în reținerea unor coloranți textili cu microorganisme. Înainte de a discuta detaliat variantele existente, vom prezenta un exemplu tipic legat de complexitatea procesului de adsorbție a coloranților de către bacterii, care reflectă afinitățile lor tinctoriale. 4.3.1. Afinitățile tinctoriale ale bacteriilor. Metoda de colorare Gram Metoda de colorare Gram, cunoscută încă din 1884, introdusă în bacteriologie (pentru identificarea bacteriilor Gram pozitive și Gram negative) se bazează pe
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Gram, cunoscută încă din 1884, introdusă în bacteriologie (pentru identificarea bacteriilor Gram pozitive și Gram negative) se bazează pe adsorbția unor coloranți de către celulele bacteriene. Această tehnică de diferențiere a bacteriilor conține elementele de bază ale mecanismului de acțiune al coloranților bazici, în funcție de structura internă a celulei (Topală, 1968). Proprietățile fizico-chimice ale celulei bacteriene determină și afinitățile ei tinctoriale. Metodele de colorare a bacteriilor sunt numeroase și variate. În general, se folosesc două tipuri de metode: - metode de colorare simple, de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
constatarea că albastrul de metilen, după fixarea sa pe celulă, este mai greu redus decât înainte de fixare, ceea ce înseamnă că el nu mai este liber, ci integrat într-un complex chimic. Pe de altă parte, proteina celulară care a fixat colorantul își modifică proprietățile. Rolul substanțelor proteice în colorarea bacteriilor reiese din faptul că celulele bacteriene după deproteinizare, prin autoliză, își pierd capacitatea de a fixa coloranții. Natura amfoteră a proteinelor celulare determină afinitatea celulei bacteriene, atât pentru coloranții acizi, cât
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Gram negative. Mecanismul colorației Gram poate fi explicat ținând cont de fazele implicate. Prima fază, de colorare, corespunde adsorbției și difuziunii colorantului bazic (violet de metil, violet de gențiană sau cristal violet) în interiorul protoplasmei. Mordantul, respectiv soluția Lugol, reacționează cu colorantul dând naștere unui complex insolubil. În celulele bacteriilor Gram pozitive complexul mordant-colorant este puternic fixat de structura polizaharido-ribonucleoproteinică a peretelui celular și a membranei citoplasmatice. Decolorarea prin tratare cu un amestec de alcool-acetonă corespunde solubilizării complexului mordant-colorant în celulele Gram
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
În celulele bacteriilor Gram pozitive complexul mordant-colorant este puternic fixat de structura polizaharido-ribonucleoproteinică a peretelui celular și a membranei citoplasmatice. Decolorarea prin tratare cu un amestec de alcool-acetonă corespunde solubilizării complexului mordant-colorant în celulele Gram negative. Consecutiv procesului de solubilizare, colorantul este antrenat odată cu amestecul de solvenți în afara celulei bacteriene Gram negative. În cazul bacteriilor Gram pozitive, amestecul de solvenți nu poate realiza solubilizarea complexului colorant-mordant, deoarece acesta este fixat pe ribonucleatul de Mg. Ultima fază este de fapt o fază
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mare de adsorbție, încă din primele 30 minute de contact, față de coloranții Basic Blue 86 (~ 90% ) și Methylene Blue(~ 96%) modificându-se nesemnificativ după 250 minute (Dulman și al., 2000). Și în cazul biomasei levurice uscate la 600C testată față de colorantul bazic Astrazone Blue capacitatea maximă de adsorbție a fost de 70 mg g-1, comparativ cu 18,5 mg g-1, obținută pentru cărbunele activ comercial. Afinitatea deosebită a biosorbentului poate fi explicată prin particularitățile suprafeței biosorbentului (Farah și al., 2007). Reținerea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
bazic Astrazone Blue capacitatea maximă de adsorbție a fost de 70 mg g-1, comparativ cu 18,5 mg g-1, obținută pentru cărbunele activ comercial. Afinitatea deosebită a biosorbentului poate fi explicată prin particularitățile suprafeței biosorbentului (Farah și al., 2007). Reținerea coloranților pe suprafața celulelor biomasei a fost descrisă prin modelele de adsorbție aplicate la adsorbția coloizilor. S-a constatat că modelele Langmuir, Freundlich concordă, în general, cel mai bine cu datele experimentale (Dhaouadi și M’Henni, 2009). Hu (1991) a demonstrat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
față de celulele intacte datorată ariei suprafeței mari a pereților celulari. La concentrații de 100 mg L−1 eficiența decolorării variază de la 12,9 la 94,3% și capacitatea de adsorbție maximă a Aeromonas sp. a fost de 27,4 mg colorant pentru Procion Red G / g masă uscată a celulelor, la pH 3,0 (Hu, 1992). Pentru fungul Trametes versicolor (biomasă nativă și tratată termic) s-a realizat și studiul legat de valorile unghiului de contact, obținute cu trei lichide test
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
contact și în consecință se schimbă capacitatea de adsorbție. Preparatele fungice tratate termic au o capacitate de adsorbție mare față de biomasa nativă și cea tratată cu acid și bază (Figura 4.38). Pentru a obține informații preliminare asupra eficienței reținerii colorantului Malachit Green (MG) din soluții apoase utilizând microalga neviabilă Chlorella comparativ cu cărbunele activ comercial, s-au realizat experimentele în anumite condiții menționate în Figura 4.39. Se observă că nu există o proporționalitate între capacitatea de adsorbție a adsorbenților
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
dielectrică, care pot influența profund selectivitatea. În general, distribuția între două faze, dintre care una este un schimbător de ioni, iar cealaltă o soluție care conține compuși ionizabili, presupune un proces de schimb ionic. Studiul interacțiunilor dintre microorganisme neviabile și coloranți a demonstrat că fenomenele de adsorbție au loc pasiv, independent de activitatea metabolică. În general, peretele celular și membrana externă a celulei acționează ca o trapă pentru substanțele toxice prin intermediul unei multitudini de situsuri de adsorbție. Totuși, pe lângă acest echilibru
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]