Mixture of dyes – study of zootoxicity and removal by selected fungal strains

• Autorzy: Przystaś Wioletta , Zabłocka-Godlewska Ewa

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2019.26(1-2)10

Warianty tytułu

PL

Mieszaniny barwników – badania zootoksyczności i usuwania przez wybrane szczepy grzybów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Synthetic dyes, due to their toxicity and low biodegradability, belong to hazardous and hardly removable contaminants present in environment. Even bigger problems are caused by their mixtures. The aim of the study was the analysis of caused by mixtures of dyes (dyes from various classes) for aquatic organisms and the effectiveness of mixtures removal by strains of basidiomycota fungi. Two-component mixtures consisting of anthraquinone remazol brilliant blue R (RBBR), azo Congo red and triphenylmethane brilliant green (concentration range of mixtures 0.01–0.15 g/dm³) were tested. Zootoxicity was tested on Daphnia magna. Three strains of fungi were used: strains BWPH and K4 belonging to the Pleurotus ostreatus species and RWP17 belonging to the Polyporus picipes species. Removal of dyes was analyzed at the wavelengths corresponding to the highest absorbance. It was found that mixtures of dyes are much more toxic to the test organism than single dyes. In decolorization studies with increasing of the concentration of mixture 1 (CK+RBBR), increased removal of colour by BWPH and K4 strains was observed. This mixture was well removed by the RWP17 strain and decolorization efficiency decreased with increasing concentration (from 95% to 75%). Removal of mixture 2 (CK + ZB) was very high for Pleurotus strains – increase of the dye concentration caused a decrease in the efficiency of the process (from 100% to 0%). Studies have showed that the presence of dye mixtures in water is dangerous for organisms and the removal of them is very challenging. Efficiency of the process depends on the mixture composition, concentration and the strain used.

PL

Barwniki syntetyczne zaliczane są do zanieczyszczeń trudno usuwalnych ze środowiska, co wiąże się z ich toksycznym wpływem i niską podatnością na biodegradację. Jeszcze większy problem mogą stwarzać ich mieszaniny. Celem badań było zatem określenie toksycznego wpływu mieszanin (barwników z różnych klas) na organizmy wodne, a także efektywności usuwania ich przez grzyby zaliczane do podstawczaków. Badano dwuskładnikowe mieszaniny zawierały antrachinonowy remazolowy błękit brylantowy R (RBBR), azową czerwień Kongo i trófenylometanową zieleń brylantową (zakres stężeń 0.01–0.15 g/dm³). Zootoksyczność określono z wykorzystaniem Daphnia magna. W badaniach wykorzystano trzy szczepy grzybów: BWPH i K4 zaliczane do gatunku Pleurotus ostreatus i RWP17 zaliczany do Polyporus picipes. Usunięcie barwników analizowano dla długości fal odpowiadającej najwyższej absorbancji mieszaniny. Stwierdzono, że mieszaniny barwników są o wiele bardziej toksyczne dla organizmów żywych aniżeli pojedyncze substancje wchodzące w ich skład. W przypadku mieszaniny 1 (CK + RBBR) podczas testów dekoloryzacji obserwowano wzrost efektywność dekoloryzacji przez szczepy BWPH i K4 wraz ze wzrostem jej stężenia. Ta mieszanina była również dobrze usuwana przez szczep RWP17, a efektywność procesu dekoloryzacji malała wraz ze wzrostem stężenia (od 95 % do 75 %). Usuwanie mieszaniny 2 (CK + ZB) było bardzo duże dla szczepów zaliczanych do rodzaju Pleurotus – wzrost stężenia barwników powodował spadek efektywności procesu (z 100 % do 0 %). Badania wykazały, że obecność mieszanin barwników w wodzie jest niebezpieczna dla organizmów w niej bytujących, a ich usuwanie stanowi duże wyzwanie. Efektywność procesu dekoloryzacji zależy od składu mieszaniny, jej stężenia, a także od wykorzystywanego w procesie szczepu.

Słowa kluczowe

EN

mixture of dyes; zootoxicity; fungi; decolorization; azo dyes; triphenylmethane dyes; antraquinone dye

PL

mieszanina barwników; zootoksyczność; grzyby; dekoloryzacja; barwniki azowe; barwniki trójfenylometanowe; barwniki antrachinonowe

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 26, nr 1-2
• Strony: 99--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Przystaś Wioletta

• Silesian University of Technology, Faculty of Energy and Environmental Engineering, Department of Environmental Biotechnology

autor

Zabłocka-Godlewska Ewa

• Silesian University of Technology, Faculty of Energy and Environmental Engineering, Department of Environmental Biotechnology

Bibliografia

• [1] Bhatia D, Sharma NR, Singh J, Kanwar RS. Critical Rev Environ Sci Technol. 2017; 47(19):1836-76, DOI: 10.1080/10643389.2017.1393263.
• [2] Padamavathy S, Sandhya S, Swaminathan K, Subrahmanyam YV, Kaul SN. Comparison of decolorization of reactive azo dyes by microorganisms isolated from various source. J Environ Sci. (China) 2003; 15:628-62.
• [3] Bafana A, Devi SS, Chakrabarti T. Environ Rev. 2011;19(NA):350-71. DOI: 10.1139/a11-018.
• [4] Markandeya T, Shukla SP, Mohan D. Res J Environ Toxicol. 2017;11:72-89. DOI: 10.3923/rjet.2017.72.89.
• [5] O’Neill C, Hawkes FR, Hawkes DL, Lourenço ND, Pinheiro HM, Delée W. Colour intextile effluents - sources, measurement, discharge consents and simulation: a review. J Chem Technol Biotechnol. 1999; 74(11):1009-18. https://updatepublishing.com/journal/index.php/jebt/article/view/79
• [6] Buthelezi SP, Olaniran AO, Pillay B. Molecules 2012; 17:14260-14274. DOI: 10.3390/molecules171214260.
• [7] Anjaneyulu Y, Chary NS, Suman Raj DS. Rev Environ Sci Biotechnol. 2005; 4(4):245-273. DOI: 10.1007/s11157-005-1246-z.
• [8] Yang CL, McGarrahan J. J Hazard Mater. 2005;127(1-3):40-7. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2005.05.050.
• [9] Bharathi KS, Ramesh ST. Appl Water Sci. 2013;3(4):773-90. DOI: 10.1007/s13201-013-0117-y.
• [10] Gupta VK. J Environ Manage. 2009;90(8):2313-42. DOI: 10.1016/j.jenvman.2008.11.017.
• [11] Daud NK, Hameed BH. Desalination. 2011;269:291-3. DOI: 10.1016/j.desal.2010.11.016.
• [12] Slokar YM, Le Marechal AM. Dyes Pigments. 1998;37:335-56. DOI: 10.1016/S0143-7208(97)00075-2.
• [13] Fu Y, Viraraghavan T. Bioresource Technol. 2001;79:251. DOI: 10.1016/S0960-8524(01)00028-1.
• [14] Khan R, Bhawana P, Fulekar MH. Rev Environ Sci Biotechnol. 2013;12:75-97. DOI: 10.1007/s11157-012-9287-6.
• [15] Knapp JS, Newby PS, Reece LP. Enzyme Microb Technol. 1995;(17):664-8. DOI: 10.1016/0141-0229(94)00112-5.
• [16] Kaushik P, Malik A. Environ Int. 2009;35:127-41. DOI: 10.1016/j.envint.2008.05.010.
• [17] Forootanfar H, Moezzi A, Aghaie-Khozani M, Mahmoudjanlou Y, Ameri A, Niknejad F, et. al. Iran J Environ Health Sci Eng. 2012;9:27. DOI: 10.1186/1735-2746-9-27.
• [18] Liu Y, Jiang Y, Hu M, Li S, Zhai Q. Chem Eng J. 2015; 273:371-80. DOI: 10.1016/j.cej.2015.03.109.
• [19] Radhika R, Jebapriya GR, Gnanadoss JJ. Pakistan J Biol Sci. 2014;17:248-53. DOI: 10.3923/pjbs.2014.248.253.
• [20] Przystaś W, Zabłocka-Godlewska E, Grabińska-Sota E. Brazil J Microbiol. 2015;46(2):415-24; DOI: 10.1590/S1517-838246246220140167.
• [21] Commission of the European Communities: Technical guidance document in support of commission directive 93/67/EEC on risk assessment for existing substances. Part II-Environmental risk assessment, Brusssels, Belgium; 1996. https://echa.europa.eu/documents/10162/16960216/tgdpart2_2ed_en.pdf
• [22] Przystaś W, Zabłocka-Godlewska E, Grabińska-Sota E. Desalin Water Treat. 2019;161:376-86. DOI: 10.5004/dwt.2019.24314.
• [23] Saranraj P, Sumathi V, Reetha D, Stella D. Fungal decolorization of direct azo dye and biodegradation of textile dye effluent. J Ecobiotechnol. 2010; 2(7):12-16. DOI: 0.1002/(SICI)1097-4660(199911)74:11::AID-JCTB1533.0.CO;2-N
• [24] Asses N, Ayed L, Hkiri N, Hamdi M. BioMed Res Int. 2019; DOI: 10.1155/2018/3049686.
• [25] Wang N, Chu Y, Wu F, Zhao Z, Xu X. Int Biodeterioration Biodegradation. 2017;117:236-44. DOI: 10.1016/j.ibiod.2016.12.015.
• [26] Casieri L, Varese GC, Anastasi A, Prigione V, Svobodová K, Filippelo Marchisto V, et al. Folia Microbiol. 2008;53(1):44-52. DOI: 10.1007/s12223-008-0006-1.
• [27] Bibi I, Bhatti HN. Appl Biochem Biotechnol. 2012; 166:2078-90. DOI: 10.1007/s12010-012-9635-6.

Uwagi

PL

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