Removal of Contaminants from Water by Bacterial Activity

• Autorzy: Jencarova Jana , Luptakova Alena , Kupka Daniel

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2020-01-40

Warianty tytułu

PL

Usuwanie zanieczyszczeń z wody za pomocą bakterii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

High concentration of sulphates and metals in waters is often as a consequence of anthropogenic activity and industry. The principles of the biological-chemical methods for pollution removal include various processes. The most widely metabolic pathway of sulphate-reducing bacteria - overall dissimilatory reduction - is the complete reduction of sulphate to hydrogen sulphide. Two major metabolic groups are known, depending on whether or not they can oxidize acetate. One group utilizes lactate, fumarate, propionate, butyrate, pyruvate, and aromatic compounds, which they typically oxidize to acetate, while the other group oxidizes acetate to CO₂ and H₂O. Sulphate is reduced to H₂S through a series of intermediate reactions. The end product of this reaction, hydrogen sulphide, can react with metal ions to form insoluble metal sulphides or reduce soluble toxic metals, often to less toxic or less soluble forms. This way, sulphate-reducing bacteria are utilizable in bio-elimination of sulphate and metal from water.

PL

Wysokie stężenie siarczanów i metali w wodach jest często konsekwencją działalności antropogenicznej i przemysłu. Zasady biologiczno-chemicznych metod usuwania zanieczyszczeń obejmują różne procesy. Najszerzej szlakiem metabolicznym bakterii redukujących siarczany – ogólna redukcja dyssymilacyjna – jest całkowita redukcja siarczanu do siarkowodoru. Znane są dwie główne grupy metaboliczne, w zależności od tego, czy mogą utleniać octan. Jedna grupa wykorzystuje mleczan, fumaran, propionian, maślan, pirogronian i związki aromatyczne, które zwykle utleniają do octanu, podczas gdy druga grupa utlenia octan do CO2 i H2O.Siarczan jest redukowany do H2S poprzez szereg reakcji pośrednich. Produkt końcowy tej reakcji - siarkowodór - może reagować z jonami metali, tworząc nierozpuszczalne siarczki metali lub redukować rozpuszczalne metale toksyczne, często do postaci mniej toksycznych lub mniej rozpuszczalnych. W ten sposób bakterie redukujące siarczany są wykorzystywane do bio-eliminacji siarczanu i metalu z wody.

Słowa kluczowe

EN

pollution; sulphates; bacteria; reduction

PL

zanieczyszczenie; siarczany; bakterie; redukcja

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 1, vol. 2
• Strony: 63--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Jencarova Jana

• Institute of Geotechnics, Slovak Academy of Sciences, Watsonova 45, 040 01 Košice, Slovakia

autor

Luptakova Alena

• Institute of Geotechnics, Slovak Academy of Sciences, Watsonova 45, 040 01 Košice, Slovakia

autor

Kupka Daniel

• Institute of Geotechnics, Slovak Academy of Sciences, Watsonova 45, 040 01 Košice, Slovakia

Bibliografia

• 1. CAO, J. et al. Influence of electron donors on the growth and activity of sulfate-reducing bacteria. International Journal of Mineral Processing, 106–109, 2012, p. 58-64.
• 2. CASTRO, H.F. et al. Phylogeny of sulphate-reducing bacteria. FEMS Microbiology Ecology, 31(1), 2000, p. 1-9.
• 3. COLLERAN, E. et al. Anaerobic treatment of sulphate-containing waste streams. Antonie van Leeuwenhoek Journal of Microbiology, 67 (1), 1995, p. 29-46.
• 4. JONG, T., PARRY, D.L. Microbial sulfate reduction under sequentially acidic conditions in an upflow anaerobic packed bed bioreactor. Water Research, 40, 2006, p. 2-2571.
• 5. LENS, P., POL, L.H. Environmental Technologies to Treat Sulphur Pollution – Principles and Engineering. IWA Publishing, London, 2000, 550 p. e-ISBN 9781780403038.
• 6. LIAMLEAM, W., ANNACHHATRE, A.P. Electron donors for biological sulfate reduction. Biotechnology Advances, 25 (5), 2007, p. 452-463.
• 7. MOOSA, S. et al. A kinetic study on anaerobic reduction of sulphate, Part I: Effect of sulphate concentration. Chemical Engineering Science, 57, 2002, p. 2773-2780.
• 8. OLUWASEUN, O.O. et al. Study of anaerobic lactate metabolism under biosulfidogenic conditions. Water Research, 43, 2009, p. 3345-3354.
• 9. PECK, H.D. Bioenergetic Strategies of the Sulfate-Reducing Bacteria. In: Odom, J.M., Rivers Singleton, J.R., editors. The Sulfate-Reducing Bacteria: Contemporary Perspectives. Springer-Verlag, New York, 1993, p. 41-76.
• 10. POSTGATE, J.R. The sulphate-reducing bacteria. 2nd edition. Cambridge University Press, Cambridge, 1984, 208 p. ISBN 0521257913.
• 11. RABUS, R. et al. Dissimilatory sulfate- and sulfur-reducing prokaryotes. In: Dworkin, M., Falkow, S., Rosenberg, E., Schleifer, K.H., Stackebrandt, E., editors. The Prokaryotes. Springer, New York, 2006, p. 659-768.
• 12. Regulation of the Slovak Government 269/2010 defining the requirements for achieving good status of waters (in Slovak) [online]. [ cit. 2019-04-17]. <https://www.noveaspi.sk/products/lawText/1/71240/1/2>.
• 13. TECLU, D. et al. Determination of the elemental composition of molasses and its suitability as carbon source for growth of sulphate-reducing bacteria. Journal of Hazardous Materials, , 2009, p. 1157-1165.
• 14. VAN DEN BRAND, T.P.H. et al. Potential for beneficial application of sulfate reducing bacteria in sulfate containing domestic wastewater treatment. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 31, 2015, p. 1675-1681.
• 15. WIDDEL, F. et al. Ferrous iron oxidation by anoxygenic phototrophic bacteria. Nature, 362, 1993, p. 834-836.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).