ИССЛЕДОВАНИЕ БИОСОРБЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ РОДА ХЛОРЕЛЛА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Article Sidebar
Main Article Content
Аннотация
В условиях возрастающей антропогенной нагрузки на водные экосистемы, особенно в промышленно развитых регионах, разработка эффективных методов очистки сточных вод является ключевой задачей водного хозяйства. Представлены результаты разработки экологически безопасной технологии очистки сточных вод металлургических производств от ионов меди (Cu(II)) с использованием биосорбционного потенциала одноклеточных зеленых микроводорослей рода Chlorella. Экспериментально изучены толерантность и биосорбционная способность штаммов Chlorella vulgaris и Chlorella pyrenoidosa, адаптированных к высоким концентрациям меди. Разработана и успешно апробирована в полупромышленных условиях на примере одного из крупнейших промышленных узлов Центральной Азии – ОАО "Алмалыкский горно-металлургический комбинат" (АГМК) пилотная технологическая схема биологической доочистки сточных вод. Показана экономическая и экологическая целесообразность применения биосорбции на основе Chlorella для снижения техногенной нагрузки на водные объекты и улучшения качества водных ресурсов в регионах с развитой металлургической промышленностью.
Article Details
Библиографические ссылки
Муминова Р. Н., Казимова Н. М. Проблема очистки сточных вод в Узбекистане // Молодой учёный. – 2015. – №22(102). – С. 47–48. https://moluch.ru/archive/102/23372/
Abo-Alkasem M. I., Hassan N. H., Abo Elsoud M. M. Microbial bioremediation as a tool for the removal of heavy metals // Bull Natl Res Cent. – 2023. – №47. – Р. 31. https://doi.org/10.1186/s42269-023-01006-z
Mehta S. K., Gaur J. P. Use of algae for removing heavy metal ions from wastewater: Progress and prospects // Critical Reviews in Biotechnology. – 2005. №25(3). – Р. 113–152. https://doi.org/10.1080/07388550500248571
Al-Rub, F. A. A., El-Naas, M. H., Ashour, I., Al-Marzouqi, M. Biosorption of copper on Chlorella vulgaris from single, binary and ternary metal aqueous solutions // Process Biochemistry. 2006. – №41(2). – Р. 457–464. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2005.07.018
Aksu, Z., Dönmez, G. Binary biosorption of cadmium(II) and nickel(II) onto dried Chlorella vulgaris: Co-ion effect on mono-component isotherm parameters // Process Biochemistry. – 2006. – №41(4). – Р. 860–868. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2005.10.025
Турабджанов С. М., Понамарева Т. В., Юсупова Д. А., Назиров З. Ш., Рахимова Л. С. Исследование сорбции ионов меди из сточных вод фосфорнокислым катионитом // Химическая безопасность. – 2018. – №2(2). – С. 173–182. https://doi.org/10.25514/CHS.2018.2.14115
Jiang, Q., Chen, H., Fu, Z., Fu, X., Wang, J., Liang, Y., Yin, H., Yang, J., Jiang, J., Yang, X., Wang, H., Liu, Z., Su, R. Current Progress, Challenges and Perspectives in the Microalgal-Bacterial Aerobic Granular Sludge Process: A Review // Int J Environ Res Public Health. – 2022. – №19(21). – Р. 13950. https://doi.org/10.3390/ijerph192113950
Oruganti, R. K., Katam, K., Show, P. L., Gadhamshetty, V., Upadhyayula, V. K. K., Bhattacharyya, D. A comprehensive review on the use of algal-bacterial systems for wastewater treatment with emphasis on nutrient and micropollutant removal // Bioengineered. – 2022. – №13(4). – Р. 10412-10453. https://doi.org/10.1080/21655979.2022.2056823
Thiruchchelvam, T., Sathasivan, A. Can microalgae-bacteria system started with Chlorella vulgaris treat municipal wastewater without mechanical aeration? // Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. – 2025. – №11. – Р. 101236. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2025.101236
Chojnacka, K. Using biosorption to enrich the biomass of Chlorella vulgaris with microelements to be used as mineral feed supplement // World Journal of Microbiology and Biotechnology. – 2007. – №23(7). – Р. 1139–1147. https://doi.org/10.1007/s11274-006-9344-9
Al-Qunaibit, M. H. Divalent Cu, Cd, and Pb biosorption in mixed solvents // Bioinorganic Chemistry and Applications. – 2009. – Р. 561091. https://doi.org/10.1155/2009/561091
Ahmad, A., Bhat, A. H., Buang, A. Biosorption of transition metals by freely suspended and Ca-alginate immobilised with Chlorella vulgaris: Kinetic and equilibrium modeling // Journal of Cleaner Production. – 2018. – №171. – Р. 1361–1375. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.069
Cheng, J., Yin, W., Chang, Z., Lundholm, N., Jiang, Z. Biosorption capacity and kinetics of cadmium(II) on live and dead Chlorella vulgaris // Journal of Applied Phycology. – 2017. – №29(1). – Р. 211–221. https://doi.org/10.1007/s10811-016-0916-2
Wanta, K. C., Miryanti, A., Kristijarti, A. P. Biosorption of Cu(II) ions using living microalgae Chlorella sp.: Effects of microalgae concentration, salinity, and light color // International Journal of Technology. – 2023. – №14(1). – Р. 291–319. https://doi.org/10.14716/ijtech.v14i1.4995
Edris, G., Alhamed, Y., Alzahrani, A. Biosorption of cadmium and lead from aqueous solutions by Chlorella vulgaris biomass: Equilibrium and kinetic study // Arabian Journal for Science and Engineering. – 2014. – №39(1). – Р. 87–93. https://doi.org/10.1007/s13369-013-0820-x
Moreira, V. R., Lebron, Y. A. R., Freire, S. J., Santos, L. V. S., Palladino, F., Jacob, R. S. Biosorption of copper ions from aqueous solution using Chlorella pyrenoidosa: Optimization, equilibrium and kinetics studies // Microchemical Journal. – 2019. – №145. – Р. 119–129. https://doi.org/10.1016/j.microc.2018.10.027
Mahlangu, D., Mphahlele, K., De Paola, F., Mthombeni, N. H. Microalgae-Mediated Biosorption for Effective Heavy Metals Removal from Wastewater: A Review // Water. – 2024. – №16(5). – Р. 718. https://doi.org/10.3390/w16050718
Almomani, F., Bhosale, R. R. Bio-sorption of toxic metals from industrial wastewater by algae strains Spirulina platensis and Chlorella vulgaris: Application of isotherm, kinetic models and process optimization // Science of The Total Environment. – 2021. – №755(2). – Р.142654. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142654
Kayumova, I. K., Sidicov, S., Egamberdiev, E. A., Turabjanov, S. M. Biosorption of Cu(II) ions from metal plant wastewater using Chlorella // Multidisciplinary Journal of Science and Technology. – 2025. – №5(6). – Р. 2398–2402.
СанПиН РУз №0211-06. Гигиенические критерии и контроль качества воды централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения населения Узбекистана. – Ташкент, 2006.
Andersen, R. A. (ed.). Algal Culturing Techniques. – Burlington: Elsevier Academic Press, 2005.
UTEX Culture Collection of Algae. Bristol Medium. https://utex.org/products/bristol-medium (дата обращения: 10.03.2025).
Johnson, H. L., Stauber, J. L., Adams, M., Jolley, D. F. Copper and zinc tolerance of two tropical microalgae after copper acclimation // Environ Toxicol. – 2007. – №22(3). – Р. 234–244.
Mechanism of Biological Transport and Transformation of Copper, Cadmium, and Zinc in Water by Chlorella // Water. – 2024. – №16(13). – Р. 1906. https://www.mdpi.com/2073-4441/16/13/1906
Aksu, Z. Absorption and Adsorption of Heavy Metals by Microalgae // Handbook of Microalgal Culture: Applied Phycology and Biotechnology. – Chichester: Wiley-Blackwell, 2013. – Р. 602–622. https://doi.org/10.1002/9781118567166.ch32
Volesky, B. Biosorption of Heavy Metals. – Boca Raton: CRC Press, 1990.
Wilde, E. W., Benemann, J. R. Biosorption of Heavy Metals by Microalgae in Batch and Continuous Systems // Wastewater Treatment with Algae. – Berlin; Heidelberg: Springer, 1998. – Р. 37–53. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-662-10863-5_3
Zeraatkar, A. K., Ahmadzadeh, H., Talebi, A. F., Moheimani, N. R., McHenry, M. P. Biosorption: An Interplay between Marine Algae and Potentially Toxic Elements—A Review // Marine Drugs. – 2016. – V. 14, № 4. – Art. 65. https://doi.org/10.3390/md14040065
ГОСТ 31870-2012. Вода питьевая. Определение содержания элементов методами атомной спектрометрии. – Введ. 2013-07-01. – М.: Стандартинформ, 2013. https://docs.cntd.ru/document/1200097409
ГОСТ Р 54276-2010. Вода. Методы определения меди. – Введ. 2012-07-01. – М.: Стандартинформ, 2011. https://allgosts.ru/13/060/gost_r_54276-2010
Standard Operating Procedures for Analytical Methods and Data Collection in Support of Pilot-Scale Cultivation of Microalgae / EnAlgae Consortium. – Swansea: EnAlgae Project, 2015. https://repository.oceanbestpractices.org/bitstream/handle/11329/1283/WP1A3.01%20EnAlgae%20SOP%20report-v10%20FINAL.pdf