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重金属PHYCO修复效率的蓝绿藻PERIYAR河,喀拉拉邦:审查

Jayasree年代1*Sincy约瑟夫2

1植物学、圣斯蒂芬学院Uzhavoor,戈德喀拉拉邦

2植物学、圣斯蒂芬学院Uzhavoor,戈德喀拉拉邦

*通讯作者:
Jayasree年代植物学、圣斯蒂芬学院Uzhavoor,戈德喀拉拉邦电子邮件:sivagirijsree@gmail.com

收到日期:09/19/2021;接受日期:23/09/2021;发表日期:30/09/2021

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文摘

重金属污染引起越来越多的关注全球由于显著增加人为生态系统中重金属通过空气、水和土壤。在喀拉拉邦主流土地和水域重金属污染由于工业废水。Periyar河最长的河,河里最大的放电电位在印度喀拉拉邦。海洋微观和宏观生物含有大量的生物活性化合物和生物参与了生物体内积累。蓝藻或蓝绿藻类细胞已经开发出自然的方法应对金属,如铜、铅和镉通过被动的积累在细胞表面,通过绑定到各种官能团。他们也被发现从环境中去除有害金属。目前的评论文章主要集中在Phyco修复潜在的蓝绿藻的重金属去除Periyar河将成为一个有前途的工具在废水处理进一步的研究。

介绍

环境污染和污染已成为全球关注的重点。Periyar河的主要问题之一,喀拉拉邦是固体废物的管理材料包括农场动物粪便、农业废弃物、化学品等工业废物、垃圾和其他金属造成拆除建筑物、动物尸体等。大量的多余的材料造成严重的处理问题。一些目前的环境清理方法导致某些有害的副产品的生产。这些化学物质也可能显著影响植物和动物造成的中断物种组成的社区。喀拉拉邦是世界上生物多样性的热点之一,其开花水域将丰富的藻类多样性。

研究区域

Periyar河,喀拉拉邦的最长的河流起源于Sivagiri群Sundarmalai山海拔约1830米,总长度约为244公里在喀拉拉邦的集水面积5284 sqKms喀拉拉邦。这条河的宽度405米,坐落在经度和纬度9015 50 7607“38”。河支流Periyar包括Kattapanayar、Muthayar Peruthurayar, Chinnar Edamalayar。在Aluva,河分成Mangalapuzha分支和Marthanadavarma分支。前加入河Chalakudy最后流入近海的拉克沙德维普海洋,后者在Eloor平分工业皮带卸到落后的阿拉伯海。

有害重金属的影响

重金属对环境的主要威胁之一,一个严重的问题由于其增量积累在食物链中。与大多数有机废物、金属污染物不能生物降解,生物倾向于积累,从而他们生态系统成为一个永久的负担23]牲畜系统容易污染来自工业活动的一般问题。微量(μgL - 1)的一些金属离子如铜、钴、铁、镍是生物体所需的酶的辅因子的活动。另一方面,重金属离子浓度在ppm (mgL-1)已知是有毒的生物,因为许多酶的不可逆抑制重金属离子。过度积累的铅会导致肾脏功能受损,多发性硬化、贫血神经疾病和脑炎。过量的镉导致肾炎和错误的骨代谢。威尔逊氏病是由于过量的铜和锌过剩导致金属烟雾病的疾病。

排放工业废水灌溉地影响土壤的物理化学性质(18][14]。工业和城市废水的释放带来了严重的环境挑战接收水体(17]。废水中污染物通常富含营养物质,重金属和碳氢化合物。营养物质的存在尤其是氮(N)和磷(P),形式的硝酸盐、亚硝酸盐、氨/铵或磷在废水导致富营养化16]。对影响水生生态系统。

水污染Periyar河

在喀拉拉邦主流土地和水域重金属污染由于工业废水。Periyar河最长的河,河里最大的放电电位在印度喀拉拉邦。绿色和平组织印度描述了低Periyar粪坑的毒素,具有惊人的水平的致命毒药像DDT,硫丹,六、三价铬、铜、铅、氰化物、六氯。几项研究已经指出,河床沉积物的重金属如铅、镉、汞、铬、镍、钴、锌。化学工厂排放废水Periyar河,最终达到在科钦河口。河的生态系统有许多死区。一些主要的建议是确保零污水排放的工业单位Eloor伸展,从公司的零排放。as每研究Eloor 35届世界上最有毒的热点和第三个最有毒的热点在印度。污染河流和周围的湿地几乎摧毁了传统的行业,包括渔业和农业。

水污染的共同来源Eloor工业废料。因此质量应该改进废水在排放之前通过媒体。Eloor工业区位于Ernakulum北部约13公里。它是一个岛的14.21公里2之间形成两个分流河Periyar和喀拉拉邦最大的工业带。有接近200个行业不同类型的工业带包括化肥和化学品菽,印度稀土有限,印度斯坦杀虫剂有限,Chemical-petrochemical产品、稀土元素、橡胶加工化学物质等,放电通过媒体大量的废水Eloor水生生态系统的影响。当地的身体不具备适当的生态友好的污水处理设施导致有害污染物排放。环保的过程需要开发清理环境不创建任何有害废物(8]。如果一个生物制剂识别和开发来解决这些问题,这将是一个伟大的里程碑。巨大的多样性和适应极端倾向和荒凉的栖息地导致科学界屏幕,确定承诺/属菌株和发展前途microalgae-based废水处理技术(7][28]。

基于微技术

微藻是不可或缺的一部分废水的微生物多样性,也会发挥作用的自然净化这些废水24]。Phycoremediation指的是技术修复时使用藻类的废物,主要治疗废水的二级处理的一部分(5][26]。最有益的方法,因为它是一个符合成本效益,易于处理,需要更少的劳动工作,无有害二级副产品和残留物可用于生产生物燃料。

微藻提供低成本的和有效的方法去除多余的营养物质和其他污染物在三级污水处理,虽然生产潜在的生物,因为高的无机养分吸收能力(2][18]。使用微藻在连续处理过程将会是一个巨大的优势,因为大多数行业在可怕的紧急事件实现成本有效的连续治疗过程。藻类物种相对容易生长,适应和操作在一个实验室设置和似乎是理想的生物修复研究中使用(6][26]。此外,phycoremediation优于其他传统的物理化学方法,如离子交换、反渗透、透析和电解法、膜分离、活性炭吸附、化学还原或氧化,由于其更好的养分去除效率和低成本的实现和维护(5][28]。

的角色在Phyco-remediation蓝绿藻

蓝绿藻(也称为蓝藻)是最大和最多样化的组ofPhotosynthetic原核生物。它们的栖息地变化从新鲜水和海洋陆地环境不同的形态包括单细胞和丝状的形式。他们是oxygen-evolving生物应对压力等条件光线不足(4]。蓝藻是人类自然独特的礼物,因为他们拥有天生的一些属性,这些属性使他们理想的生物具有多方面的生物技术的应用程序。因应用生物技术的巨大潜力,他们被广泛研究。蓝细菌革兰氏阴性原核生物,因为它们缺乏内部细胞器中,离散核和组蛋白与真核染色体相关的蛋白质,但与藻类,因为它们形成一个连杆色素成分和光合作用机制。

这些细胞已经开发出天然的方法应对金属,如铜、铅和镉通过被动的积累在细胞表面,通过绑定到各种官能团。他们也被发现从环境中去除有害金属。例如,螺旋藻platensis、藻青菌被证明含有可检测水平的汞和铅当生长在污染条件下(27),这意味着该藻青菌有毒金属离子从它的环境。进一步的研究证实,这藻青菌吸附和占用金属离子(1]。报告显示,羧基组藻细胞生物量负责绑定到各种离子(10]。住海藻具有胞内磷酸盐,参与金属隔离,以及藻胞外多糖为螯合或结合金属离子(13][29日][30.]。集胞藻属的种虫害已经被证明开发增厚花萼暴露在copper-stressed生长条件(9]。聚球藻属sp。PCC 7942被发现拥有copper-transporting p型atp酶在类囊体膜3]。1191年聚球藻属cedrorum重金属和农药(证明是宽容11]。其他调查人员研究了生物吸附重金属的藻类生物量(25]。绵maxima有实质性的能力去除铅、锰废水,因此,他们可以推荐phycoremediation (20.]。

蓝绿藻近年来获得了很多关注,因为他们的生物技术的应用前景已确定作为一个丰富的生物活性化合物的抗病毒、抗菌、抗真菌和抗肿瘤的活动。事实上,一些物种可以生活在复杂的栖息地提交极端条件下,例如盐度的变化、温度、营养物质,紫外线辐射等因此,他们必须迅速适应新的生存环境条件产生大量的次生生物活性代谢物不能发现在其他生物15]。除了它的自然特征,相关的其他重要方面的微藻是他们容易种植,他们快速增长和控制生产一些具有生物活性的化合物的可能性通过操纵近年来栽培条件下,微藻获得关注由于其营养价值高,高价值的化学物质,高增长率较高的高等植物相比,利用光能的能力。他们拥有细胞内多磷酸盐,参与金属隔离以及藻胞外多糖为螯合或金属离子结合。

许多研究显示藻生物量的贡献从废水重金属去除。低成本种植和高重金属离子吸收能力,在合适的环境条件(pH值、温度和接触时间)使藻类生物质作为废水生物修复的潜在来源。雷竞技网页版微藻具有众多的相当大的隔离机制,因此作为承诺biosorbents划定。非降解和重金属排放之前必须减少到可接受范围到环境中,以避免对生物的威胁。从各种来源的研究表明,使用海藻phycoremediation非常有效且有潜在的未来的应用。这是一个需要探索环保技术重用在印度水资源和减少水污染。

微生物种群在Periyar

研究蓝绿藻类种群的定性和定量分布及其沿科钦河口ecobiological属性显示(12),科钦河口的生态条件支持丰富的增长也在这一领域,从而毗邻Periyar河。Chroococcus turgidus, c . tenax聚球藻属elongatus,集胞藻属盐沼,颤藻foreauii, O . fremyii O。o . subtillissima pseudogeminata, o . willei Phormidium purpurescens和p .举止观察作为通用的物种在这个领域(图1)。Eloor工业区位于Ernakulum北部约13公里。它是一个岛的14.21公里2之间形成两个分流河Periyar和喀拉拉邦最大的工业带。有接近200个行业不同类型的工业带包括化肥和化学品菽,印度稀土有限,印度斯坦杀虫剂有限,Chemical-petrochemical产品、稀土元素、橡胶加工化学物质等,放电通过媒体大量的废水Eloor水生生态系统的影响。大肠杆菌(TC)总数在Periyar河地区饮用水的主要来源,上涨了几百折叠在过去的8年里,提高饮用水安全问题,按照由喀拉拉邦污染控制委员会发布的数据(KSPCB)在2020年[14]。

重金属在Periyar

污染的主要来源Periyar包括工业污染、生活污水、农业径流等。河水直接接收来自城市工业废水。金属在生物体的功能中发挥巨大的作用;他们构成营养需求和满足生理作用。但在环境中重金属量的情况下是一个持久的全球环境问题。这污染由于采矿等行业的增加,化肥、制革厂、纸、电池、电镀、化学物质等重金属如锌、铜、镍、汞、镉、铅、铬和砷释放的行业倾向于积累在生物可能导致物种多样性的减少(8]。

蓝绿藻报道Periyar河

藻类群属于硅藻纲,绿藻类、蓝藻纲和裸藻纲Periyar河为主。蓝藻纲包括Aanabena sp, Aphanocapsa sp, Cylindrosperma sp, Gleotrichia sp,螺旋藻sp,念珠藻属sp,颤藻sp, Phormidium sp, Spirullina sp、聚球藻属sp等。21]。

75种蓝藻细菌总数24属属于7家庭和4类蓝藻纲的订单记录,31日是单细胞殖民形式,蓝藻从科钦河口属于下列属:

Aphanocapsa、Aphanothece Chroococcus、腔球藻属、蓝纤维藻属,Eucapsis,蓝绿藻,粘杆藻属,微胞藻属,聚球藻属、集胞藻属,Johannesbaptistia, Chlorogloeoa,皮果藻属,Myxosarcinia,螺旋藻,Arthospira,颤藻属,Phormidium,螺旋藻,项圈藻,Pseudanabaena,织线藻属,其中Tolypothrix颤藻是由物种的最大数量;在这个属19种观察紧随其后Phormidium 13物种,Chroococus5species, Aphanocapsa, Aphanothece,粘杆藻属,微胞藻属、聚球藻属和第2集胞藻属的物种和其他由单一的物种。图我,二世)。(21]。

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图1:物种多样性的蓝藻细菌隔绝科钦河口

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图2:物种多样性的蓝藻细菌隔绝科钦河口

重金属去除使用蓝绿藻

重金属去除从自然生态系统的生物制剂。此外,生物吸附charecteristics微胞藻属。蓝绿藻调查表明微胞藻属有可能消除重金属去除卓有成效的技术。重金属通过这个讨厌着水藻形成可能是一项创新技术。(22]。

研究方法

目前评论文章主要应用三种方法通过搜索策略从主要相关科学文献数据库收集的原始研究的文章Phycoremediation Periyar蓝绿藻的河。第二类型入选标准的原始科学研究报道的Phycoremediation蓝藻和微藻Periyar清理重金属是包括在内。第三种类型的排除标准的文章,报道了生物修复的有机化合物和其它生物技术被排除在外。

未来的结果

如土地填充Phycoremediation提供优于传统方法。Phycoremediation通常是便宜和站点中断是最小的,它永久地保持关注消除浪费的生物修复技术。未来似乎基因技术和生物膜的生物修复。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

结论

Phyco-remediation是一个环保的工具来消除多余的毒物重金属工业废水。蓝绿藻被记录为一个合适的工业废料的解毒和廉价的因素。去除重金属在Eloor非常重要,因为它是包裹着近200产业和废水排放的水导致许多健康问题的人附近,在这个污染热点区域。重金属的去除机制蓝藻吸附在细胞表面的原理工作,目前评论文章主要集中在Phycoremediation潜在蓝绿藻的重金属去除物理化学参数的影响。使用转基因的方法来进一步提高重金属特异性和减少财产的蓝绿藻的目的使用这些蓝绿藻治疗重金属污染的废水是必需的。重金属安全水平监测系统应该建立在污染地区的Periyar河。浓度的重金属在水中应该定期测量的时候,每当他重金属达到高于安全水平,给直接警告必须发行和采取适当的行动,进行生态系统保护。

数据可用性声明

作者确认数据支持本研究的发现可以在这篇文章和它的补充材料。

确认

我们感谢匿名裁判的有用的建议。

引用