Метод биосорбции тяжелых металлов из промышленных сточных вод с использованием пивоваренных дрожжей Saccharomyces cerevisiae

• Автор: Гаранин, Роман Анатольевич
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ БИОСОРБЦИИ, БИОАККУМУЛЯЦИИ И ДЕТОКСИКАЦИИ КАТИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ МИКРООРГАНИЗМАМИ И ДРОЖЖАМИ (S.CERE VISIAE)

1.1. Особенности нахождения и миграции тяжелых металлов в биосфере Земли

1.2. Обзор принципов очистки промышленных сточных вод с высоким содержанием тяжелых металлов

1.2.1. Метод Электрофлотации... :

1.2:2. Реагентный метод

1.2.3v Электрокоагуляционный метод

1.2.4. Гальванокоагуляционный метод

1.2.5. Ионообменная очистка

1.2.6. Метод Электродиализа

1.2.7. Метод обратного осмоса и ультрофильтрации
1.2.8. Метод электролиза, в том числе на объемно-пористых электродах

И2.9 Адсорбционный метод
1.2.10 Метод жидкостной экстракции
1.2.11. Метод дозированного выпаривания
1.3. Биосорбция и биоаккумуляция металлов микроорганизмами
1.3.11 Факторы, влияющие на биосорбцию тяжелых металлов микроорганизмами
1.3.2. Микроскопические грибы биосорбенты тяжелых металлов
1.4. Механизмы устойчивости микроорганизмов к действию тяжелых металлов
1.5. Способы утилизации промышленных отходов содержащих тяжелые металлы
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Обоснование выбора дрожжей в качестве биосорбента
2.2. Подготовка биомассы дрожжей
2.3. Получение высушенных дрожжей
2.4. Получение хитин-глюканового комплекса из дрожжевой биомассы
2.5. Подготовка сусла
2.6. Исследование содержания тяжелых металлов в модельных растворах и сточных водах
2.7. Математико-статистическая обработка экспериментальных данных
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Сравнение биосорбционных свойств дрожжей и биосорбентов на их основе
3.1.1. Исследование сорбционных свойств дрожжей на модельной жидкой среде
3.1.2. Исследование тенденций выживаемости дрожжей при различных концентрациях катионов тяжелых металлов
3.2. Выявление оптимальных условий биосорбции тяжелых металлов дрожжами из промышленных сточных вод

3.2.1. Влияние количества биомассы дрожжей на эффективность сорбции тяжелых металлов
3.2.2. Влияние условий среды на эффективность сорбции дрожжами тяжелых металлов
3.2.3. Исследование влияния экспозиции на эффективность дрожжевой сорбции тяжелых металлов
3.2.4. Влияние температуры среды на эффективность сорбции тяжелых металлов дрожжами
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРОЖЖЕВОЙ КУЛЬТУРЫ SACCHAROMYCES CEREVISIAE
4.1. Назначение и область применения
4.2. Общие сведения
4.3. Оборудование, материалы и культуры

I 4.4 Требования к материалам и оборудованию

4.5. Описание технологии биологической очистки
4.6. Расчет экономической эффективности технологии биологической очистки сточных вод, содержащих тяжелые металлы, с использованием
дрожжевой культуры Saccharomyces cerevisiae
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА:
ПРИЛОЖЕНИЕ

коричневую окраску из-за образования Cu2S (Никитина, 2003). Образование отложений сульфидов металлов в культурах некоторых дрожжей обнаружено достаточно давно (Сенцова, Максимов, 1985; Gadd, Griffiths, 1978; Minney, Quirk, 1985). Но лишь недавно установлено, что некоторые микроорганизмы и растения способны образовывать микрочастицы сульфида металла на поверхности или внутри клеток. (Aiking, 1982; Aiking, 1984, 1985; Cunningham, 1983; Holmes, 1995, 1997; Smith, 1998). Дрожжи Schizosaccharomyces pombe и Candida glabrata синтезируют наноразмерные частицы CdS внутри клеток (Dameron, Reese, 1989; Dameron, Smith, 1989; Reese, 1988). Предложена гипотеза формирования CdS на поверхности клеток К. pneumoniae (Holmes, 1987), постулирующая, что ионы кадмия, поступающие в клетку через транспортную систему марганца или магния (Сенцова, 1985; Gadd, 1978), связываются содержащим цистеин белком, на котором происходит образование наночастиц CdS. Далее комплекс CdS—белок движется к мембране клетки, где он-экскретируется или транспортируется через мембрану и улавливается внеклеточной полисахаридной матрицей. Эти отдельные, заключенные в белковые оболочки частицы CdS затем олигомеризуются, формируя большие мультимеры, наблюдаемые в электронный микроскоп. Предполагается, что наличие белковой оболочки у наноразмерных кристаллитов CdS предотвращает формирование больших кристаллов CdS. Следует отметить, что предложенная модель, однако, не определяет источник сульфида при образовании CdS. Возможно использование сульфида, образующегося при биосинтезе аденина, как это показано для S. pombe (Ow, 1993; Speiser, 1992). Возможность внутриклеточного синтеза CdS впервые показана для дрожжей S. pombe и C. glabrata (Dameron, Reese, 1989; Dameron, Smith, 1989; Reese, 1988). Дрожжи в присутствии ионов кадмия (до 1—5 мМ) в реакционной среде синтезируют кристаллиты CdS, покрытые пептидами. В зависимости от вида дрожжей и состава реакционной среды образуются кристаллиты, связанные с молекулами глутатиона и у— глутамилцистеина или с низкомолекулярными пептидами, имеющими сходный состав — (yGlu—Cys)n—Gly.