Hexavalent Chromium Accumulation by Microscopic Fungi

• Autorzy: Hołda A.

Warianty tytułu

PL

Akumulacja jonów CR(VI) przez grzyby mikroskopowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of the study was to optimize the removal of Cr(VI) by means of the Trichoderma viride strain isolated from chromium mud samples a well as the Aspergillus niger and Penicillium citrinum strains from other environments. The growth of organism and removal of chromium(VI) was carried out in water solution of various chromium(VI) contents. The research was carried out at optimal pH for each fungus i.e. Aspergillus niger 4.0, Penicillium citrinum 5.0 and Trichoderma viride 4.5. During 14 days of incubation, samples of 5 ml each were collected every day in order to determine chromium(VI) content in the solution and the efficiency of bioaccumulation of this element was then specified. Furthermore, chromium contents in filtrate and mycelium were checked to verify this type of biological activity of microorganisms. The fungi culture investigated in this study could grow at 10-125 mg/l chromium concentration which indicated that it was characterized by high tolerance to various concentrations of chromium. At 125 mg/l chromium, these organisms could accumulate successfully about 90% of chromium. High tolerance of this culture can make it a potential candidate to be a heavy metal scavenger of chromium.

PL

W artykule przedstawiono biologiczne usuwanie jonów Cr(VI) z roztworu wodnego przy użyciu szczepu grzyba z gatunku Trichoderma viride pochodzącego z próbek błota pochromowego oraz czystych kultur grzybów Aspergillus niger i Penicillium citrinum, wyizolowanych z innych środowisk. Wzrost organizmu oraz usuwanie chromu(VI) przeprowadzono w roztworze wodnym o różnej zawartości chromu(VI). Badania były przeprowadzane przy optymalnym pH dla każdego rodzaju grzyba: Aspergillus niger 4,0, Penicillium citrinum 5,0, Trichoderma viride 4,5. W czasie 14 dni inkubacji, codziennie, pobierano 5 ml próbki roztworu w celu oznaczenia zawartości chromu(VI) w roztworze i na tej podstawie określono efektywność bioakumulacji tego pierwiastka. Sprawdzono również zawartość chromu w przesączu oraz grzybni w celu potwierdzenia tego rodzaju biologicznej aktywności mikroorganizmów. Czyste kultury grzybów badane w tym artykule mogły rozwijać się przy zawartościach chromu 10-125 mg/l co pokazuje ich wysoką tolerancję na różne zawartości chromu. Przy zawartości chromu równej 125 mg/l te mikroorganizmy mogły akumulować około 90% chromu zawartego w roztworze. Wysoka tolerancja tych kultur czyni je potencjalnymi kandydatami do wychwytywania chromu ze środowiska.

Słowa kluczowe

EN

bioaccumulation; chromium; Cr(VI); microscopic fungi

PL

bioakumulacja; chrom; Cr(VI); grzyby mikroskopowe

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 39, no. 2
• Strony: 45--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Hołda A.

• University of Science and Technology AGH, Faculty of Mining and Geoengineering, KIŚiPS Al. Mickiewicza 30, 30-059 Cracow

Bibliografia

• [1] Badura, L. (1993). Chrom w środowisku i jego oddziaływanie na organizmy żywe, Zeszyty NaukowePAN, 5.
• [2] Kabata-Pendias, A., (1993). Biochemia chromu, niklu i glinu, Zeszyty Naukowe PAN, 5.
• [3] Wolak, W., Leboda, R., & Hubicki, Z. (1995). Metale ciężkie w środowisku i ich analiza, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Chełm 1995.
• [4] Słowik, M., Młynarczyk, Z., & Sobczyński, T. (2011). Mobility of Chromium and Lead Originating from Weaving Industry: Implications for Relative Dating of Lowland River Floodplain Deposits (The Obra River, Poland), Archives of Environmental Protection, 37, 131-150.
• [5] Kowalski, Z. (2002). Technologie związków chromu, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2002.
• [6] Chen, J.M., & Hao, O.J. (1997). Biological removal of aqueous hexavalent chromium, J. Chem. Technol. Biotechnol., 69, 70-76.
• [7] Sen, M, Dastidar, M.G., & Roychoudhury, P.K. (2007). Biological removal of Cr(VI) using Fusarium solani in batch and continuous modes of operation, Enzyme and Microbial Technology, 41, 51-56.
• [8] Bai, R.S., & Abraham, T.E. (2003). Studies on chromium (VI) adsorption-desorption using immobilized fungal biomass, Bioresour Technol., 87, 17-26.
• [9] Srinath, T., Verma, T., Ramteka, P.W., & Garg, S.K. (2002). Chromium(VI) biosorption and bioaccumulation by chromate resistant bacteria, Chemophere, 48, 427-35.
• [10] Dursan, A.Y., Ulsu, G., Cuci Y., & Aksu Z. (2003). Bioaccumulation of copper(II), lead(II) and chromium(VI) by growing Aspergillus niger, Process Biochem., 38, 1647-1651.
• [11] Dönmez, G., & Koçberber, N. (2005). Bioaccumulation of hexavalent chromium by enriched microbial cultures obtained from molasses and NaCl containing media, Process Biochem., 40, 2493-2498.
• [12] Dönmez, G., & Koçberber, N. (2007). Chromium(VI) bioaccumulation capacities of adapted mixed cultures isolated from industrial saline wastewaters, Bioresource Technology, 98, 2178-2183.
• [13] Saxena, D., Levin, R., & Firer, M.A. (2000). Removal of chromate from industrial effluent by a new isolate of Staphylococcus cohnii, Water Sci Technol., 42, 93-98.
• [14] Ksheminska, H., Fedorovych, D., Babyak, L., Yanovych, D., Kaszycki, P., & Koloczek, H. (2005). Chromium(III) and (VI) tolerance and bioaccumulation in yeast: a survey of cellular chromium content in selected strains of representative genera, Process Biochemistry, 40, 1565-1572.
• [15] Srivastavaa, S., & Thakurb, I.S. (2006). Evaluation of bioremediation and detoxification potentiality of Aspergillus niger for removal of hexavalent chromium in soil microcosm, Soil Biology & Biochemistry, 38, 1904-1911.
• [16] Kapoor, A., & Viraraghavan, T. (1995). Fungal biosorption - an alternative option for heavy metal bearing wastewaters, Bioresource Technology, 53, 195-206.
• [17] Parka, D., Yeoung-Sang, Yunb, Ji, Hye, & J, JongMoon, Parka (2005) Mechanism of hexavalent chromium removal by dead fungal biomass of Aspergillus niger, Water Research, 39, 533-540.
• [18] Kumar, R., Narsi, R. Bishnoi, Garima, Kiran, & Bishnoi. (2008) Biosorption of chromium(VI) from aqueous solution and electroplating wastewater using fungal biomass, Chemical Engineering Journal, 135, 202-208.
• [19] Donghee, P., Yeoung-Sang, Y., & Jong Moon, P.(2005). Use of dead fungal biomass for the detoxification of hexavalent chromium: screening and kinetics, Process Biochemistry, 40, 2559-2565.
• [20] Ziagova, M., Dimitriadis, G., Aslanidou, D., Papaioannou, X., Litopoulou, Tzannetaki, E., & Liakopoulou-Kyriakides, M.(2007). Comparative study of Cd(II) and Cr(VI) biosorption on Staphylococcus xylosus and Pseudomonas sp. in single and binary mixtures, Bioresource Technology, 98, 2859-2865.
• [21] Ming, Z., Yunguo, L., Guangming, Z., Xin L., Weihua, X., & Ting F.(2007). Kinetic and equilibrium studies of Cr(VI) biosorption by dead Bacillus licheniformis biomass, World J Microbiol Biotechnol., 23, 43-48.
• [22] Barrera, L., & Cristiani-Urbina, E. (2006). Removal of hexavalent chromium by Trichoderma viride in an airlift bioreactor, Enzyme and Microbial Technology, 40, 107-113.
• [23] Deepa, K.K., Sathishkumar, M.,. Binupriya, A.R, Murugesan, G.S., Swaminathan, K., & Yun, S.E. (2006). Sorption of Cr(VI) from dilute solutions and wastewater by live and pretreated biomass of Aspergillus flavus, Chemosphere, 62, 833-840.
• [24] Gupta, V.K., & Rastogi, A. (2008). Sorption and desorption studies of chromium(VI) from nonviable cyanobacterium Nostoc muscorum biomass, Journal of Hazardous Materials, 154, 347-354.
• [25] Anjana, K., Kaushik, A., Kiran, B., & Nisha, R. (2007). Biosorption of Cr(VI) by immobilized biomass of two indigenous strains of cyanobacteria isolated from metal contaminated soil, Journal of HazardousMaterials, 148, 383-386.
• [26] Hołda, A., Kisielowska, E., & Niedoba, T. (2009). Chemical and biological analysis of chromium waste, Górnictwo i Geoinżynieria, 33, 113-119.
• [27] Fassatiova O. (1983) Grzyby mikroskopowe w mikrobiologii technicznej, WNT, Warsaw 1983.
• [28] Gajkowska-Stefańska, L. (2001). Laboratoryjne badania wody, ścieków i osadów ściekowych, PW Publishing, Warszawa 2001.
• [29] Hermanowicz, W. (1999). Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków, Arkady, Warszawa 1999.
• [30] Marczenko Z., & Balcerzak M. (1998). Spektrofotometryczne metody w analizie nieorganicznej, PWN, Warszawa 1998.
• [31] PN-C-04604:1977
• [32] PN-EN ISO 18412:2007
• [33] PN-EN 12441-10
• [34] Kumara, R., Bhatiab, D., Singha, R., Rania, S., & Bishoia, N.R. (2011). Sorption of heavy metals from electroplating effluent using immobilized biomass Trichoderma viride in a continuous packed-bed column, International Biodeterioration and Biodegradation, 65, 1133.
• [35] Grabińska-Łoniewska, A. (1999). Ćwiczenia laboratoryjne z mikrobiologii ogólnej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999.