Využití železoredukujících bakterií k regeneraci povrchu elementárního nanoželeza jako
podpůrný prostředek při procesu dehalogenace chlorovaných uhlovodíků
Lenka Honetschlägerová, Petra Janouškovcová, Jana Chumchalová,
Pavel Špaček
Elementární nanoželezo „nZVI“
• Core-shell struktura – Core: α-Fe0
– Shell: magnetite (Fe3O4), maghemite (Fe2O3, γ-Fe2O3), and goethite (FeO(OH))
• Velký specifický povrch na jednotku hmotnosti
• Účinné sanační činidlo – Halogenované uhlovodíky (PCE, TCE,
DCE, VC)
– Těžké kovy (Cr, As, Pb, Ba, Zn)
– Organofosfáty, nitrosoaminy, nitroaromáty
100 nm
Elliott, D.W., X.Q. Li, and W.X. Zhang, Zero-valent Iron Nanoparticles
for Abatement of Environmental Pollutants, in Particulate Systems in
Nano- and Biotechnologies. 2008, CRC Press. p. 309-329.
Dissimilační železoredukující bakterie
• Skupina bakterií s rozdílnými fylogenetickými vlastnostmi, pocházejícími z různých zdrojů,
• mohou oxidovat organické sloučeniny, a tím redukovat Fe(III) na Fe(II) v anoxických podmínkách,
• zahrnují jak fakultativní tak obligátní anaeroby
• Geobacter, Shewanella
Shewanella spp.
• fakultativně anaerobní Gram-negativní, pohyblivé tyčinky s elektrochemickou aktivitou
• Shewanella putrefaciens, Shewanella oneidensis a Shewanella alga
• U některých zástupců prokázána schopnost přeměňovat toxické těžké kovy a jiné toxické látky na méně toxické
http://jebastykiruba.blogspot.cz/2010/12/decomposition-of-radioactive-wastes.html
Mechanismus Fe(III) redukce
• přímý kontakt mezi bakteriální buňkou a povrchem Fe(III) oxidu
• využití endogenních nebo exogenních přenašečů
• využití chelatačního činidla pomáhajícího rozpustit nerozpustné Fe(III) oxidy
WEBER, Karrie A., Laurie A.ACHENBACH a John D. COATES. Microorganisms pumping iron:
anaerobic microbial iron oxidation and reduction. Nature. 2006, č. 4, s. 752-764.
Odbourání halogenovaných uhlovodíků
v přítomnosti Fe(0) a DIRB
SCHERR, Kerstin E., Manfred M. NAHOLD, Wolfgang LANTSCHBAUER a Andreas P. LOIBNER.
Sequential application of electron donors and humic acids for the anaerobic bioremediation of
chlorinated aliphatic hydrocarbons. New Biotechnology. 2011, č. 29(1), s. 116-125.
Použité nZVI a DIRB
• NANOFER 25
– α-Fe: 94±1.5 %wt.
– Fe3O4/γ-Fe2O3: 6±1.5 %wt.
– 5000±456 nm
• Shewanella algae (Sh. algae, CCM 4595)
Uspořádání experimentů
• Vsádkové experimenty – Sérové láhve s PTFE septem
– rekonstituovaná podzemní voda - demineralizovaná voda obohacené o hlavní mineralizující složky tj. SO4
2-, Cl-, HCO3
2-, Ca2+, Mg2+, Na2
– 12°C, tma, kontinuální třepání
Závěry
• Sh. algae vykázala dostatečnou redukční i mikrobiální aktivitu, v přítomnosti NANOFER 25
• Sh. algae nebyla schopná degradovat/využít TCE, který byl použit jako modelový kontaminant, za daných experimentálních podmínek (rekonstituovaná podzemní voda, 12°C)
Top Related