всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Биосорбция фенола из водных растворов с использованием клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 1 за 2014 год, стр. 54-63 .
Рубрика: Гидробиология

 

Аронбаев С.Д. заведующий научно-экспериментальной лабораторией (Экологические системы и приборы) кафедры органической и неорганической химии факультета естественных наук, Самаркандский государственный университет им. А. Навои, Узбекистан
Насимов А.М. доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой неорганической химии факультета естественных наук, Самаркандский государственный университет им. А. Навои
Аронбаев Д.М. кандидат химических наук, доцент кафедры неорганической химии факультета естественных наук, Самаркандский государственный университет им. А. Навои

Аннотация:
Исследованы сорбционные возможности клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae по отношению фенола. Элементным анализом установлен состав клеточных стенок дрожжей: 47,8–48,6 % С; 5,7-6,1 % N и 6,86 % Н. Поверхность сорбента, определенная по БЭТ, составила 118,6 м2/г, зольность – 18-22 %. С использование ИК-Фурье спектроскопии показано, что превалирующим механизмом адсорбции фенола является физическая сорбция, а не комплексообразование. Изучены адсорбционные способности клеточных стенок дрожжей по отношению к фенолу в зависимости от рН, начальной концентрации фенола, дозы сорбента и времени активации. Показано, что эффективность сорбции увеличивается в протонированных растворах с рН<3. Экспериментальные данные проанализированы с использованием моделей Фрейндлиха и Ленгмюра. Модель изотермы адсорбции точнее описывается уравнением Ленгмюра с R2 0,9987. Рассчитанная максимальная емкость составляет 18,9 мг фенола на 1 г сухого сорбента. Исследование показало, что клеточные стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae могут быть использованы в качестве нового адсорбционного материала для удаления фенола из водных растворов.

Ключевые слова: биосорбция, изотермы адсорбции, ИК–Фурье спектроскопия, клеточные стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae, фенол

Ссылка для цитирования:
Аронбаев С.Д., Насимов А.М., Аронбаев Д.М. Биосорбция фенола из водных растворов с использованием клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Вода: химия и экология. — 2014. — № 1. — c. 54-63 . — http://watchemec.ru/article/26267/

Литература:
1. Вигдорович В.И. Экологическая характеристика фенола, его миграция и очистка сточных вод, содержащих оксибензол / В.И. Вигдорович, А.Ю. Пудовкина // Вопросы современной науки и практики. Ун-т им. В.И. Вернадского. - М., 2011. - № 2 (33). - С. 45-51.
2. Вредные вещества в промышленности. В 3 т. Т. 1. Органические вещества / Под ред. Н.В. Лазарева и Э.Н. Левиной. М.: Химия, 1976. 592 с.
3. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Гигиенические нормативы: ГН 2.1.5.689-98: ввод в действие с. 03.04.1998. М.: Минздрав России. 1998. 77 с.
4. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.
5. Проскуряков В.А. Очистка сточных вод в химической промышленности / В.А. Проскуряков, Л.И. Шмидт. Л.: Химия. 1977. 464 с.
6. Park D. The past, present and future trends of biosorption / D. Park, Y-S Yun., J.M. Park // Biotechnol. Bioproc. E. 2010. V. 15. Р. 86-102.
7. Volesky B. Biosorption and me //Water Res.2007. V. 41. P. 4017-4029.
8. Насимов А.М. Механизм биосорбционного взаимодействия клеточных оболочек пивоваренных дрожжей с ионами тяжелых металлов / А.М. Насимов, С.Д. Аронбаев, З.Х. Холмурадова // Научный вестник СамГУ. 2010. № 3 (61). С. 50-55.
9. Еремина И.А. Лабораторный практикум по микробиологии: Учебное пособие / И.А. Еремина, О.В. Кригер. Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. 2005. 112 с.
10. Вячеславов А.С. Определение площади поверхности и пористости материалов методом сорбции газов. Методическая разработка / А.С. Вячеславов, М. Ефремова. М.: МГУ. 2011.65 с. // www.nanometer.ru/
11. Беллами Л. Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул. М.:Мир, 1971. 318 с.
12. Аронбаев Д.М. Исследование биосорбции ионов свинца клеточными стенками дрожжей Saccharomyces cerevisiae методами ИК-спектрскопии / Д.М. Аронбаев, А.М. Насимов, С.Д. Аронбаев, А.К. Куватов // Мат.II-ой Межд. Казахстанско-Российской конф. по химии и химической технологии. Караганда: КарГУ. 2012. Т. 2. С. 308-311.
13. Аронбаев С.Д. Исследование структуры клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae физическими методами.// Тез докл. VII всеросс. конф. «Менделеев-2013. Физическая химия». СПб.: Изд-во «Соло». 2013. С.5 2-54.
14. Альберт А. Константы ионизации кислот и оснований /А. Альберт, Е. Сержент. М.: Химия, 1964. 179 c.
15. Uddin M.T. Adsorption of phenol from aqueous solution by water hyacinth ash
/ M.T. Uddin, M.S. Islam, M.Z. Abedin // Asian Research Publishing Network (ARPN). J. Eng. and Appl Sci.2007. V. 2. № 2. P. 11-17.
16. Kennedy LJ. Adsorption of phenol from aqueous solutions using mesoporous carbon prepared by two-stage process / L.J. Kennedy, J.J. Vijaya, K. Kayalvizhi, G. Sekaran // Chem. Eng. J. 2007. V. 132. P. 279-287.
17. Rawajhh Z. Characteristics of phenol and chlorinated phenols sorption onto surfactact-modified bentonite / Z. Rawajhh, N. Nsour // J. Colloid. Interf. Sci.2006. V. 298. P. 39-49.
18. Djebba M. Adsorption of phenol on natural clay / M. Djebbar, F. Djafri, M. Bouchekara1, A. Djafri // Afr. J. Pure Appl. Chem. 2012. V. 6. № 2. P. 15-25.
19. Thawornchaisit U. Application of dried sewage sludge as phenol biosorbent / U. Thawornchaisit, K. Pakulanon // Bioresource Technol. 2007. V. 98. P. 140-144.
20. Rubín E. Biosorption of phenolic compounds by the brown alga Sargassum muticum./ E. Rubín , P. Rodríguez, R.Herrero, M. E. S. de Vicente // J. Chem. Technol. Biot. 2006. V. 81. Iss. 7. P. 1093–1099.
21. Rao J.R. Biosorption of phenol from an aqueous solution by Aspergillus niger biomass /J.R Rao, T Viraraghavan // Bioresource Technol. 2002. V. 85, Iss. 2. P. 165–171.
22. Moyo M. Removal of phenol from aqueous solution by adsorption on yeast Saccharomyces cerevisiae / M. Moyo, E. Mutare, F. Chigondo, B. C. Nyamunda // IJRRAS. 2012. V. 11. № 3. P. 486-494.
23. Hameed B.H. Removal of phenol from aqueous solutions by adsorption onto activated carbon prepared from biomass material / B.H. Hameed., A. A.Rahman // J. Hazard. Mater. 2008. V. 160. № 2-3. P. 576-581.
24. Котел Л.Ю. Адсорбция фенола модифицированными многослойными углеродными нанотрубками / Л.Ю. Котел, А.В. Бричка, Т.В. Чернявская, М.И. Терец, С.Я. Бричка // Вісник Харківського національного університету. 2011. № 976. Хімія. Вип. 20 (43). С. 192-199.
25. Ahmaruzzaman M. Adsorption of phenolic compounds on low-cost adsorbents: a review. / M. Ahmaruzzaman // Colloid Interf. Sci.. 2008. V. 143. P. 48-67.
26. Omar H.A. Adsorptive removal of phenol from aqueous solution using natural and immobilized chitin by dithiazone / H.A.Omar // New York Science Journal (N.Y.Sci.J.) 2012. V. 5. № 8. P. 47-55