Study of Mechanisms Used by Algae to Decrease The Silver Toxicity in Aquatic Environment

• Autorzy: Sedlakova-Kadukova Jana , Pristas Peter

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2019-01-21

Warianty tytułu

PL

Badanie mechanizmów stosowanych przez glony w celu zmniejszenia toksyczności srebra w środowisku wodnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the study SEM, EDS, TEM and UV-vis analysis were used to investigate the biosorption, bioaccumulation and bioprecipitation/bioreduction of silver by freshwater green alga Parachlorella kessleri and to shed light on the reasons of biological silver nanoparticle production. When dead biomass of P. kessleri was used for silver removal, majority of silver (75%) was removed within 2 min. Biosorption was probably the main mechanisms responsible for Ag+ ions removal from aqueous solutions. However, when behaviour of living biomass in the presence of silver ions was studied, the decrease of silver concentration was slower (68% within 24 hours) with subsequent increase of silver concentration in the solution and extracellular formation of silver nanoparticles. The formed AgNPs exhibited a lower toxicity against tested organisms. Algal cells probably used the formation of nanoparticles combined with rapid biosorption as detoxification mechanisms against silver toxicity. Bioaccumulation inside the cells played only a minor role in the detoxification process.

PL

W badaniu wykorzystano analizę SEM, EDS, TEM i UV-vis do zbadania biosorpcji, bioakumulacji i bioprecypitacji/bioredukcji srebra przez słodkowodną zieloną algę Parachlorella kessleri i rzucenia światła na przyczyny biologicznej produkcji nanocząstek srebra. Gdy do usunięcia srebra użyto martwej biomasy P. kessleri, większość srebra (75%) usunięto w ciągu 2 minut. Biosorpcja była prawdopodobnie głównym mechanizmem odpowiedzialnym za usuwanie jonów Ag+ z roztworów wodnych. Jednakże, gdy badano zachowanie żywej biomasy w obecności jonów srebra, spadek stężenia srebra był wolniejszy (68% w ciągu 24 godzin) z późniejszym wzrostem stężenia srebra w roztworze i zewnątrzkomórkowym tworzeniem nanocząstek srebra. Utworzone AgNP wykazywały mniejszą toksyczność wobec badanych organizmów. Komórki glonów prawdopodobnie wykorzystywały tworzenie nanocząstek połączonych z szybką biosorpcją jako mechanizmów detoksykacji przeciwko toksyczności srebra. Bioakumulacja wewnątrz komórek odgrywała tylko niewielką rolę w procesie detoksykacji.

Słowa kluczowe

EN

silver; nanoparticle; detoxification; alga

PL

srebro; nanocząstka; detoksykacja; alga

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 21, nr 1
• Strony: 115--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., wykr.

Twórcy

autor

Sedlakova-Kadukova Jana

• Pavol Jozef Šafárik University in Košice, Faculty of Science; Šrobárova 2, 041 54 Košice, Slovak Republic

autor

Pristas Peter

• Pavol Jozef Šafárik University in Košice, Faculty of Science; Šrobárova 2, 041 54 Košice, Slovak Republic

Bibliografia

• 1. CANTUARIA M.L., ALMEIDA NETO A.F., VIEIRA M.G.A.: Biosorption of silver by macrophyte Salvinia cucullata, Chemical Engineering Transactions, 38, 2014, 109-114
• 2. DAS, N.: Recovery of precious metals through biosorption – A review, Hydrometallurgy, 103, 2010, 180-189.
• 3. DESCHATRE, M., LESCOP, B., SIMON COLIN, C., GHILLEBAERT, F., GUEZENNEC, J., RIOUAL, S.: Characterization of exopolysaccharides after sorption of silver ions in aqueous solution, Journal of Environmental Chemical Engineering, 3, 2015, 210–216.
• 4. FABREGA, J., LUOMA, S.N., TYLER, CH.R., GALLOWAY, T.S., LEAD, J.R.: Silver nanoparticles: Behaviour and effects in the aquatic environment, Environment International, 37, 2011, 517-531.
• 5. FOMINA, M., GADD, G.M.: Biosorption: current perspectives on concept, definition and application, Bioresource Technology, 160, 2014, 3–14.
• 6. GADD, G.M.: Biosorption: critical review of scientific rationale, environmental importance and significance for pollution treatment, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2009, 84, 13–28.
• 7. CHOJNACKA, K.: Biosorption and bioaccumulation – the prospects for practical application. Environment International, 36, 2010, 299–307.
• 8. KADUKOVÁ, J., VELGOSOVÁ, O., MRAŽÍKOVÁ, A., MARCINČÁKOVÁ, R., TKÁČOVÁ, E.: Assessment of Biologically Synthesized Ag Nanoparticles Toxicity against E. coli, Staphylococcus aureus, Parachlorella kessleri and Sinapis alba, Nova Biotechnologica et Chimica, 14, 1, 2015, 69-77.
• 9. KADUKOVA, J., VIRCIKOVA, E.: Comparison of differences between copper bioaccumulation and biosorption, Environment International, 31, 2, 2005, 227-232.
• 10. KADUKOVA, J.: Surface Sorption and Nanoparticle Production as a Silver Detoxification Mechanism of the Freshwater Alga Parachlorella kessleri, Bioresource Technology, 216, 2016, 406-413.
• 11. SALUNKHE, R.B., PATIL, S.V., SALUNKE, B.K., PATIL, CH.D., SONAWANE, A.M.: Studies on Silver Accumulation and Nanoparticle Synthesis By Cochliobolus lunatus, Applied Biochemistry and Biotechnology, 165, 2011, 221–234.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).