Отримання магнітокерованого біосорбенту на основі гриба Pleurotus ostreatus

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГоробець, С. В.
dc.contributor.authorРадіонов, О. А.
dc.contributor.authorКовальов, О. В.
dc.date.accessioned2020-10-16T11:34:18Z
dc.date.available2020-10-16T11:34:18Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenBackground. Biogenic magnetic nanoparticles (BMN) have been found in representatives of all three superkingdoms of living organisms: bacteria, archaea and eukaryotes (including fungi). At the same time, it was established that the mechanism of biomineralization of BMN is unique for all living organisms. The search for sorbents of biological origin has become one of promising ways of addressing the problem of environmental pollution by heavy metals. Heavy metals are elements of transport emissions and many factories in various industries. These metals getting into the human body cause significant disruption of metabolism and vital functions of the body. Many macromycetes are known to be natural sorbents for heavy metal ions. Laboratory tests use a method of filtering spent sorbent through a paper filter, which is long enough and inefficient. Therefore, it is important to find a more effective way of removing biosorbent from the solution. Such a cheap and efficient method is high-speed magnetic gradient separation. Objective. The aim of the paper is to obtain a magnetically controlled biosorbent based on a fungus Pleurotus ostreatus, to determine the fraction of the magnetically controlled phase of the fungus biomass when added to the substrate of the magnetic fluid, and to investigate the efficiency of extraction of Fe3+ ions by the fungus biomass of the fungus Pleurotus ostreatus. Methods. The standard method of cultivation of the fungus Pleurotus ostreatus, the method of high-grade magnetic separation and the method of biosorption of ferric ions were used. Results. The process of biosorption of ferric ions by a Pleurotus ostreatus grown on substrates with the addition of magnetic fluids of different concentrations was carried out. It is shown that the dry biosorbent based on the biomass of the Pleurotus ostreatus has a high sorption capacity with respect to Fe3+ ions since the efficiency of their extraction for 30 minutes of sorption in the samples grown on the substrate with the addition of magnetite is more than 95%. It is proved that when using biomass of ordinary fungus grown on a magnetic fluid, complete saturation occurs 6 times faster (for 5 minutes), compared to 30 min for biosorbent based on biomass of mushroom grown without magnetic fluid. Conclusions. Addition of magnetite (concentration 0.1 and 1 mg/ml) to the substrate in the cultivation of fungi Pleurotus ostreatus significantly increases the efficiency of the sorbent. When using the fungus biomass of Pleurotus ostreatus without adding magnetite for 5 minutes, the efficiency of extraction of iron ions is 70%, for 30 min – 80%. When used to grow the magnetic fluid at a concentration of 0.1 mg/ml and 1 mg/ml for almost 5 minutes, almost complete removal of heavy metal ions occurs.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Биогенные магнитные наночастицы (БМН) выявлены у представителей всех трех надцарств живых организмов: бактерий, архей и эукариот (в частности, в грибах). При этом показано, что механизм биоминерализации БМН единый для всех живых организмов. Поиск сорбентов биологического происхождения стал одним из перспективных направлений решения проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Тяжелые металлы являются элементами выбросов транспорта и многих предприятий различных отраслей промышленности. Эти металлы, попадая в организм человека, вызывают существенные нарушения процессов обмена веществ и жизненно важных функций организма. Известно, что многие грибы-макромицеты являются естественными сорбентами ионов тяжелых металлов. В лабораторных исследованиях используется метод фильтрации отработанного сорбента через бумажный фильтр, который является достаточно длительным и неэффективным. Поэтому важно найти более эффективный способ извлечения отработанного биосорбента из рабочей среды. Таким дешевым и эффективным методом является высокоградиентная магнитная сепарация, которая проходит в скоростном режиме. Цель. Целью работы было получить магнитоуправляемый биосорбент на основе гриба вешенки обыкновенной Pleurotus ostreatus, определить долю магнитоуправляемой фазы биомассы гриба при добавлении к субстрату магнитной жидкости и исследовать эффективность извлечения ионов Fe3+ измельченной биомассой гриба вешенки обыкновенной. Методика реализации. Использованы стандартный метод выращивания гриба Pleurotus ostreatus, метод высокоградиентной магнитной сепарации и метод проведения биосорбции ионов трехвалентного железа. Результаты. Проведен процесс биосорбции трехвалентного железа грибов вешенки обыкновенной, выращенной на субстратах с добавлением магнитной жидкости различной концентрации. Показано, что сухой биосорбент на основе биомассы вешенки обыкновенной имеет высокую сорбционную способность по отношению к ионам Fe3+, поскольку эффективность их извлечения на 30-й минуте сорбции в образцах, выращенных на субстрате с добавлением магнетита, составляет более 95 %. Доказано, что при использовании биомассы вешенки обыкновенной, выращенной на магнитной жидкости, полное насыщение происходит в 6 раз быстрее, то есть на 5-й минуте, по сравнению с 30-й минутой для биосорбента на основе биомассы гриба, выращенного без магнитной жидкости. Выводы. Добавление магнитной жидкости (концентрация 0,1 и 1 мг/мл) к субстрату при выращивании грибов вешенки обыкновенной Pleurotus ostreatus значительно повышает эффективность сорбента. При использовании биомассы гриба вешенки обыкновенной без добавления магнетита на 5-й минуте эффективность извлечения ионов железа составляет 70 %, на 30-й минуте – 80 %. При использовании для выращивания магнитной жидкости концентрации 0,1 и 1 мг/мл уже на 5-й минуте происходит практически полное извлечение ионов тяжелых металлов.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Біогенні магнітні наночастинки (БМН) виявлено у представників усіх трьох надцарств живих організмів: бактерій, архей та еукаріотів (зокрема, в грибах). При цьому встановлено, що механізм біомінералізації БМН єдиний для всіх живих організмів. Пошук сорбентів біологічного походження став одним із перспективних напрямів вирішення проблеми забруднення навколишнього середовища важкими металами. Важкі метали є елементами викидів транспорту і багатьох підприємств різних галузей промисловості. Ці метали, потрапляючи в організм людини, викликають суттєві порушення процесів обміну речовин і життєво важливих функцій організму. Відомо, що багато грибів-макроміцетів є природніми сорбентами іонів важких металів. У лабораторних до­слідженнях використовується метод фільтрації відпрацьованого сорбенту через паперовий фільтр, який є досить тривалим і неефективним. Тому важливо знайти більш ефективний спосіб вилучення відпрацьованого біосорбенту з робочого середовища. Таким дешевим та ефективним методом є вискоградієнтна магнітна сепарація, яка відбувається у швидкісному режимі. Мета. Метою роботи було отримати магнітокерований біосорбент на основі гриба гливи звичайної Pleurotus ostreatus, визначити частку магнітокерованої фази біомаси гриба при додаванні до субстрату магнітної рідини та дослідити ефективність вилучення іонів Fe3+ подрібненоюбіомасою гриба гливи звичайної. Методика реалізації. Використано стандартний метод вирощування гриба Pleurotus ostreatus, метод високо­градієнтної магнітної сепарації та метод проведення біосорбції іонів тривалентного заліза. Результати. Проведено процес біосорбції тривалентного заліза грибом гливою звичайною, вирощеною на субстратах із додаванням магнітної рідини різної концентрації. Показано, що сухий біосорбент на основі біомаси гливи звичайної має високу сорбційну здатність відносно іонів Fe3+,оскільки ефективність їх вилучення на 30-й хвилині сорбції у зразках, вирощених на субстраті з додаванням магнетиту, становить більше 95 %. Доведено, що при використанні біомаси гливи звичайної, вирощеної на магнітній рідині, повне насичення відбувається в 6 разів швидше, тобто на 5-й хвилині, порівняно з 30-ю хвилиною для біосорбенту на основі біомаси гриба, вирощеного без магнітної рідини. Висновки. Додавання магнітної рідини (концентрація 0,1 та 1 мг/мл) до субстрату при вирощуванні грибів гливи зви­чайної Pleurotus ostreatus значно підвищує ефективність сорбенту. При використанні біомаси гриба гливи звичайної без додавання магнетиту на 5-й хвилині ефективність вилучення іонів заліза становить 70 %, на 30-й хвилині – 80 %. При використанні для вирощування магнітної рідини концентрації 0,1 та 1 мг/мл вже на 5-й хвилині відбувається практично повне вилучення іонів важких металів.uk
dc.format.pagerangeС. 89-94uk
dc.identifier.citationГоробець, С. В. Отримання магнітокерованого біосорбенту на основі гриба Pleurotus ostreatus / С. В. Горобець, О. А. Радіонов, О. В. Ковальов // Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal. – 2020. – Vol. 4, No. 2. – Pp. 89–94. – Bibliogr.: 21 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/ibb.2020.4.2.199367
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/36817
dc.language.isoukuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.rightsAttribution 4.0 International (CC BY 4.0)en
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/en
dc.sourceInnovative Biosystems and Bioengineering : international scientific e-journal, 2020, Vol. 4, No. 2uk
dc.subjectбіогенні магнітні наночастинкиuk
dc.subjectмагнетитuk
dc.subjectмагнітокерований біосорбентuk
dc.subjectглива звичайна Pleurotus ostreatusuk
dc.subjectважкі металиuk
dc.subjectbiogenic magnetic nanoparticlesuk
dc.subjectmagnetiteuk
dc.subjectmagneto controlled biosorbentuk
dc.subjectPleurotus ostreatusuk
dc.subjectheavy metalsuk
dc.subjectбиогенные магнитные наночастицыuk
dc.subjectмагнетитuk
dc.subjectмагнитоуправляемый биосорентuk
dc.subjectвешенка обыкновенная Pleurotus ostreatusuk
dc.subjectтяжелые металлыuk
dc.subject.udc577.1/3uk
dc.titleОтримання магнітокерованого біосорбенту на основі гриба Pleurotus ostreatusuk
dc.title.alternativeProduction of Magnetically Controlled Biosorbents Based on Fungi Pleurotus ostreatusuk
dc.title.alternativeПолучение магнитоуправляемого биосорбента на основе гриба Pleurotus ostreatusuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
IBB2020.4.2_03.pdf
Розмір:
1.05 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Innovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 4, No. 2