Copyright © 2020. All Rights Reserved

Пречистване от тежки метали чрез биосорбция

3 май 2019
Пречистване от тежки метали чрез биосорбция

Сега ще ви разкажем повече за сорбентите. Това са материали, които се използват за абсорбиране или адсорбиране на газове, течности и дори тежки метали и радионуклеиди. Според публикация на  EPA - United States Enviromental Protection Agency [1] сорбентите са неразтворими вещества или смеси от вещества, които се използват за възстановяване на течности чрез процесите абсорбция или адсорбция, или комбинация от двата процеса.

 

Абсорбентите са вещества, които събират и задържат течности, разпределени по цялата молекулна структура. Това води до набъбване с над 50% на твърдото вещество. Абсорбентът трябва да е поне на 70% неразтворим в излишната течност.

Адсорбентите са неразтворими вещества, чиято повърхност (включително порите и капилярите)  е покрита с течности, без набъбване на твърдото вещество над 50% в излишната течност.

За да бъдат полезни при разлив на нефт, сорбентите трябва да привличат масло, но да са хидрофобни (водоотблъскващи). Въпреки че се използват като единствен метод за почистване на малки разливи, сорбентите се използват и за премахване на остатъчни следи от масло или в зони, които са трудно достъпни. След като извлекат маслото, използваните сорбенти трябва да се изхвърлят според разпоредбите на съответната страна.

Сорбентите могат да бъдат:

  • органични - торфен мъх, слама, сено, дървени стърготини, пух и други леснодостъпни продукти на основата на въглерод. Биологичните сорбенти могат да адсорбират между 3 и 15 пъти собственото си тегло в масло, но има и недостатъци. Някои от тях абсорбират както масло, така и вода и това води до потъване на сорбента. Понякога тези проблеми се решават чрез празни барабани, които се прикрепват към балите със сено и така се предотвратява потъването. Много органични сорбенти като дървените стърготини са прекалено малки и трудни за събиране.
  • естествени неорганични - глина, перлит, вермикулит, стъклена вата, пясък, вулканична пепел. Те могат да адсорбират от 4 до 20 пъти теглото си в масло. Те са евтини и лесно достъпни в големи количества. Не се използват за замърсявания на повърхността на водата.
  • синтетични - включват изкуствени материали, подобни на пластмасите като полиуретан, полиетилен, полипропилен и адсорбират течности върху повърхността си. Други синтетични сорбенти са омрежените полимери и каучукови материали, които абсорбират течности в тяхната структура на твърди вещества. Това води до набъбване на сорбента. Повечето синтетични сорбенти могат да абсорбират 70 пъти собственото си тегло в масло.

Конкретно при избора на сорбенти за почистване на нефтени разливи трябва да се имат предвид:

  • скорост на абсорбция / адсорбция
  • ефективност с леки въглероди като бензин, дизелово гориво и др.
  • задържане на маслото
  • лесна употреба

До 20-те години на XX в. материалите за абсорбция на вода са били предимно влакна целулоза или продукти на основата на влакна. Използвали са се попивателна хартия, памук, гъби и пух. Но абсорбиращият им капацитет е само до 11 пъти собственото им тегло, а голяма част от него се губи при умерено налягане.

В началото на 60-те години Министерството на земеделието на САЩ провежда проучвания как да се подобри запазването на вода в почвите. Изработена е специална смола на база нишесте. Така образувания гел може да абсорбира вода до 400 пъти от теглото си и се различава от сорбентите, създадени от влакна. След това са проведени много опити за създаване на подобни вещества.

Пример за синтетичен сорбент, който е широко разпространен е Супер абсорбиращия полимер (Superabsorbent polymer) [2]. Първата комерсиална употреба на този суперабсорбиращ полимер е била през 1978 г. в Япония за специални салфетки за женска хигиена, както и за еднократни подлоги на хора в старчески дом в САЩ.

Употреба:

  • Бебешки пелени и памперси за възрастни
  • Производство на изкуствен сняг за кино индустрията
  • Производство на свещи
  • Ламинати и композити
  • Контролирано освобождаване на инсектициди и хербициди
  • Огнеустойчив гел
  • Безопасен източник на течности за насекоми
  • Производство на играчки, които след потапяне във вода увеличават размерите си многократно
  • Различни предмети в помощ на фокусници
  • Съставки за почва
  • Медицински превръзки за хирургични рани
  • Управление на замърсявания, разлети в морета и океани
  • Управление на наводнения
  • Подложки за абсорбиране на течности
  • Защита на кабели от проникваща вода
  • Топки за пейнтбол
  • Водни легла, които са неподвижни

Този супер абсорбиращ полимер може да задържа изключително големи количества течност в сравнение със собствената си маса. Поглъщащите вода полимери, които са класифицирани като хидрогелове с омрежване абсорбират водни разтвори като се свързват с атомите водород от молекулата на водата. Способността за абсорбция на вода зависи от концентрацията на йони във водния разтвор. В дейонизираната и дестилирана вода, този суперабсорбиращ полимер може да абсорбира до 300 пъти от теглото си (от 30 до 60 пъти собствения си обем). Когато се използва 0,9% физиологичен разтвор абсорбцията спада значително.  

Способността за абсорбция и капацитетът на набъбване зависят от вида и степента на омрежване. Например сорбентите с ниска плътност имат способността да набъбват значително и да абсорбират значителни количества като образуват по-меки и гладки хомогенни гелове.

Бебешките пелени за еднократна употреба съдържат супер абсорбиращ полимер, който превръща течностите в гел

И след като стана дума за съвременните пелени за бебета, известни като “памперс” може би си мислите, че те са били измислени за повече удобство, но не е така. Според публикация от 2018 г на Baby Gear Lab -What Is Inside Those Disposable Diapers? [3] те са разработени от Марион Донован след Втората световна война поради недостиг на памук. Не след дълго майките оценили, че външната  пластмасова обвивка на пелените, първоначално направена от завеси за душ, всъщност е доста практична. Оттогава пелените за еднократна употреба са преминали през много промени. Издадени са повече от 1000 патента за този род продукти. В последните години производителите на пелени трябва да се съобразяват с редица здравни  и екологични изисквания. Повишава се тенденцията за разработка на по-биоразградими пелени за еднократна употреба.

По средата на памперса се намира този Супер абсорбиращ полимер, който се използва от 80-те години. Така независимо от позицията на бебето се образува гелообразна структура, а кожата остава суха. Миниатюрни кристали от полимера се изсипват в средата на пелената, за да абсорбират и поемат течности. Тези кристали носят различни названия - хидрогел, натриев полиакрилат, полиакрилатен абсорбент и пр. Това е сравнително ново вещество, за което няма направени достатъчно изследвания за липса на токсичност и безопасност. Повечето от тези полимери са извлечени от петрол и има вероятност да съдържат опасни химични компоненти.

През 1978 г. Procter & Gamble представили тампон за жени, който трябвало да абсорбира течението от целия менструален цикъл за продължителен период от време без да е нужна подмяна. Продължителната употреба на тампони за менструация стават инкубатор за бактерии, които водят до токсичен шок. Малко по-късно употребата на този супер сорбент в тампони била прекратена.  

Основният проблем е, че супер сорбентът е вид пластмаса, а в наши дни вече няколко компании са се насочили към разработката на биоразградими сорбенти на растителна основа. Подобно на проучванията за разработване на алтернативи на пластмасовите бутилки за вода и създаването на биоразградими торби за отпадъци от комбинация между целулоза от дървета или пшеница/нишесте от царевица или на основата на обелки от картофи може би в близките години и в пелените ще има биоразградими сорбенти.

Следва водоустойчивата външна обвивка, която не пропуска влагата към дрехите.

Факт е, че и днес се продават пелени за еднократна употреба, които съдържат потенциално опасни за човешкото здраве вещества като хлор, пигменти с тежки метали и алергени, аромати, фталати и пр.

В публикацията от февруари 2018 г. Biosorption: An Interplay between Marine Algae and Potentially Toxic Elements—A Review [4] се разглеждат способностите на морските водорасли за биоабсорбция на потенциално токсични вещества.

Увеличаването на замърсяването е един от основните проблеми, с които все още не можем да се справим като жители на нашата планета. Днес както сушата, така и водите са замърсени с:

  • странични продукти от химични реакции
  • хербициди
  • пестициди
  • фармацевтични продукти
  • козметика
  • изкуствена кожа
  • текстил
  • пластмаси
  • пигменти
  • галванични покрития
  • акумулаторни батерии
  • минно дело
  • металургия
  • наночастици
  • и още много други

Въпреки че са важни за съвременния начин за живот подобни замърсители са включени в групата на устойчивите замърсители, които не могат да бъдат разградени. През последните десетилетия замърсяването на околната среда е плод на проучванията на нови направления като екологични биолози, еко химици, екотоксиколози и пр. Нужни са съвременни методи за справяне със замърсяването, които следват “зелено” направление.  И тъй като водата заема голяма част от повърхността на планетата ни важно е да опазим водните басейни от замърсяване. Извличането на сребро, злато и уран от химически обработени водни разтвори е рентабилно и носи печалба. Предизвикателство от екологична и икономическа гледна точка е обработването на потенциално токсични отпадни води. С цел премахване на потенциално токсични елементи се използват различни физико-химични техники като:

  • йонен обмен
  • химично утаяване
  • електрокинетика
  • адсорбция
  • мембранна обработка

Тези процеси са свързани с високи разходи за скъпи химикали. Друг проблем е непълното изчистване на токсините.

Има множество научни изследвания, които доказват че отпадъчните води могат да се пречистят от потенциално токсични вещество чрез биосорбция от водорасли. Това е ефикасен, безопасен и много по-икономичен метод. Морските водорасли се използват и като сорбент за тежки радионуклеиди като Стронций-90  и Цезий - 137.

Биосорбционните механизми протичат на микрониво и включват обмен на йони.

Морският живот е пълен с биоразнообразие като включва уникални създания. Водораслите се състоят от около 30 000 вида различни групи. Най-общо те могат да бъдат разделени на 2 групи:

  • микроводорасли (едноклетъчни)
  • макроводорасли (многоклетъчни)

Микроводораслите са фитопланктон в екосистемата на океаните. Могат да оцелеят при неблагоприятни условия като висока соленост, топлина, студ, липса на светлина, осмотично налягане, липса на кислород и пр. Често се използват за храна на животни поради богатството от минерали, витамини, протеини, антиоксиданти, хлорофил, каротеноиди и пр.

Крайбрежните водорасли са предимно макроводорасли и могат да бъдат класифицирани като:

  • зелени (Chlorophyred )
  • червени (Rhodophyceae)
  • кафяви (Phaeophycea)

Някои от макроводораслите се използват за храна на човека от столетия. Те са източник на природен глутамат, който се свързва с петия вкус - умами. Други се използват за производство на биогорива, поглъщане на въглероден диоксид, пречистване на отпадъчни води, обогатяване на въздуха с кислород, намаляване на ефектите от парниковите газове.

Кафявите водорасли са използвани са промишлено производство на алгинати и съответно алгинатни превръзки, които могат да се използват както за ускоряване на зарастването на хронични рани, за предпазване от инфектиране и доставка на лекарства. Алгинатите се използват и в кулинарията като чрез процесът сферификация се получават желета с различни форми и вкусове. Поради свойството си да набъбват водораслите се използват и в хранителни добавки за отслабване или локално чрез гел за увиване. Освен алгинати кафявите водорасли са богати на флоротанини, фукоидани, бета глюкани, ценни аминокиселини, органичен йод, бром и пр.

Биоабсорцията се състои от различни механизми за отстраняване на потенциално токсични вещества.

Биоакумулирането, което се нарича активна биосорбция включва процес на прикрепване на потенциално токсични елементи към по повърхността. На следващият етап настъпва активно транспортиране на метални йони в клетките.

Биоабсорбцията е пасивен процес, който протича по-бързо от биоакумулирането. В него влизат адсорбция, хелатиране / образуване на сложни вещества, йонообмен и повърхностно утаяване. Йонообменът е основният механизъм на биоцорбция, която зависи от състава на биомасата. Например съставът на клетъчната стена е различен при бактерии (пептидогликани), гъби (хитин) и водорасли (алгинати, различни полизахариди). Следователно разликите в повърхностите на клетъчните стени ще доведат и до разлики в биосорбцията. Освен стената на клетката, значение за биосорбцията имат и веществата в извънклетъчното съдържимо.

Има различни фактори, които влияят на биосорбцията:

  • pH
  • температура
  • начална концентрация на метали
  • време на контакт
  • конкуриращи се йони
  • дози на биосорбент

Сред тези фактори най-голямо значение има pH. Увеличаването увеличава биосорбцията на метални йони, но прекалено голямото повишаване на pH може да причини утаяване и затова трябва да се контролира.

Температурата също е важен параметър, много висока температура може да унищожи структурата на биомасата.

Идеалният биосорбент трябва да бъде:

  • широко разпространен
  • нетоксичен
  • с висок капацитет за свързване с метали
  • с множество приложения
  • възможност за регенериране / повторна употреба

Биомасата от морски водорасли е най-използвания биосорбент в сравнение с всеки друг материал. Тъй като за водораслите не се изискват скъпоструващи предварителни подготовки, те са считани за нискобюджетни биосорбенти. Вече са доказани свойствата на отделни компоненти от клетъчната стена да се свързват с метални йони. Неживата маса на водораслите е по-обещаваща в сравнение с живите водорасли поради по-високата степен на сорбция на металните йони и не изисква хранителни вещества. Освен това адсорбираните йони на тежки метали върху мъртва маса на водорасли могат да бъдат отстранени с помощта на дейонизирана вода или десорбционни агенти.

Тежките метали съществуват в естествената си форма в земната кора и се разпространяват в почвата, а също и във водите. Все още няма точна дефиниция за тежки метали, а в повечето случаи определяща е плътността. Обикновено в периодичната таблица, тежките метали са тези с атомно тегло над 20. Като се има предвид тяхната атомна плътност, по-голяма от 5 грама на кубичен см (5 пъти по-висока от тази на водата), тежките метали образуват група от 53 елемента, включително метали и елементи с метални свойства.

Тежките метали се наричат и елементи с висока плътност и могат да причинят токсични увреждания на човешкото здраве дори и при много ниски концентрации. Въпреки това от екологична гледна точка всеки метал или свързан с него металоид, който не е биоразградим и замърсява околната среда може да се приема за тежък метал.

Някои метали като мед, цинк, никел, манган и кобалт са от съществено значение за живота на растенията, докато други като олово, живак и кадмий нямат никаква биологична роля и са токсични.

Тежките метали могат да бъдат разделени като:

  • с токсично действие - олово, живак, цинк, хром, никел, мед, калай, арсен и др.
  • радионуклеиди - уран, торий, америций, радий и др/
  • благородни метали - злато, сребро, платина, рутений и др.

А ето някои от токсичните въздействия на тежките метали.

Тежък метал

Основна употреба/източници

Токсични ефекти

Механизми  на токсичност

Забележка

Олово (Pb)

батерии с олово, боя с олово, устройства за защита от рентгенови лъчи


Нервната система, мъжката репродуктивна система, микроваскуларния ендотелиум, имунната система, уврежда сперматогенезата на бозайниците и качеството на спермата in vivo, инхибира функциите на спермата in vitro.

Оловото няма биологични функции. Основният механизъм на увреждане е създаването на силен окислителен стрес (реактивни кислородни видове), намаляване на действието на антиоксиданти. Оловните йони също така заменят други йони като Ca2 +, Mg2 + и Na + и нарушават функциите на нормалните клетки, като клетъчна адхезия, апоптоза и освобождаване на невротрансмитери.

Повече за действията на оловото и начина за пречистване на човешкия организъм можете да прочетете в тази публикация в блога на aloha.bg

Арсен (Ar)

Селскостопански химикали (пестициди, фунгициди, хербициди).

Сърдечно-съдово / периферно съдово заболяване, аномалии в развитието, имунологични и неврологични нарушения, признат канцероген, риск от диабет.

Окислителен стрес, генотоксичност, промяна в репарацията на ДНК и подтискане на p53 (основен фактор за канцерогенеза)

 

Кадмий (Cd)

Металообработваща промишленост, пигменти за боядисване, торове, цигарен дим, храни.

Белодробното и стомашно-чревно дразнене, канцерогенезата (развитие на аденокарциноми). Заболявания на бъбреците, черния дроб и костите.

Конкуренция с други йони (цинк, желязо, мед), генотоксичност, липидна пероксидация, оксидативен стрес.

 

Хром

Cr (III) / Cr (VI)

Антикорозионно, промишлено заваряване, хромиране, кожарство, дървообработващи процеси.

Действието на Cr (VI) е по-силно от Cr (III). Канцерогенни, стомашни и чревни язви, увреждане на сперматозоидите, проблеми с мъжката репродуктивна система, анемия.

Окислителен стрес, генотоксичност, промяна в сигналния  път на клетките.

 

Живак (Hg)

В природата се среща в морската вода, както и при изгаряне на биомаса.

Използва се и в електроцентрали, металообработване и добив на злато.

Болест на Алцхаймер, Паркинсон, респираторни заболявания

Свързването на живак със сулфхидрилни (–SH) групи нарушава нормалните клетъчни ензимни процеси. Увеличаването на концентрацията на свободни радикали, дължащо се на блокиране на GSH от Hg, е отговорно за увреждането на клетките.

Умствено изоставане на децата дори и при стойности много под определените за токсични. Повече за начините за безопасен детокс от живак в блога.

Мед (Cu)

Земеделие (торове), кожарска промишленост (опушване) и фотоволтаични клетки.

Канцерогенни, невродегенеративни нарушения, причиняващи усложнения при диабет, повишава риска от атеросклероза

Замества нормалните йони на тялото, причинява окислителен стрес, инхибиране на ензими.

 

Цинк (Zn)

Нефтени рафинерии, добив от мини, производство на месинг, водопроводни тръби.

Атаксия, депресия, летаргия, дразнене на стомашно-чревнния тракт, жълтеница, импотентност, бъбречна и чернодробна недостатъчност, рак на простатата, гърчове, повръщане.

Замества нормалните йони на тялото, причинява окислителен стрес, инхибиране на ензими.

 

Потенциално токсичните елементи се отстраняват от отпадъчните води от водорасли, които са като неактивна биомаса или неживи водорасли. По-малко са проведените изследвания с използването на живи водорасли, тъй като това неминуемо може да доведе до тяхната смърт. Въпреки че биосорбцията до голяма степен зависи от етапа на растеж на водораслите, има и други фактори, които влияят на биосорбцията на метални йони.

Клетките на неживите водорасли абсорбират потенциално токсични вещества на повърхността на клетъчната мембрана, а процесът е извънклетъчен. Неживата биомаса от водорасли включва различни полимери като полизахариди, гликопротеини, целулоза, пектини и др., които ефективно се свързват и адсорбират токсините от отпадъчните води

При живите водорасли първоначално биосорбцията протича на повърхността на клетката, а след това в процеса се включва и цитоплазмата и се получава вътреклетъчно натрупване на йони. Клетъчните стени на водораслите представляват първоначална пречка за биосорбцията на токсични вещества. Различните видове водорасли имат различен състав на клетъчната стена и различен капацитет на биосорбция. В клетъчните стени на кафявите водорасли има алгинати, които са силен сорбент и ги правят предпочитани за подобни пречистващи процеси.

Ето няколко авторитетни научни изследвания, които доказват способностите на кафяви водорасли като Ламинария за биосорбция.

В публикацията от 2001 г. Biosorption and Desorption of Cadmium(II) by Biomass of Laminaria Japonica [5] са изследвани свойствата на биосорбция и десорбция на кадмий (II) от водни разтвори чрез биомаса на кафяви морски водорасли Laminaria japonica. Резултатите показват, че капацитетите на поглъщане зависят от pH на разтвора и най-голяма ефективност е отчетена при pH 6. Адсорбираният кадмий не може да се десорбира с дестилирана вода, но може ефективно да се възстанови чрез използване на специални разтвори. Ако биомасата от водорасли е предварително обработена с разтвор на калций, капацитета на поемане се увеличава с около 30%, а после може лесно да се утаи от водния разтвор. Повече от 90% от адсорбцията се случва в рамките на 20 минути, а процесът се забавя в рамките на 1 час. Това проучване показва, че биомаса от кафявите водорасли Ламинария японика могат да се използват като ефективен биосорбент за отстраняване и възстановяване на Кадмий (II) от потоци на отпадъчни води.

В изследването от 2017 г.  Exploration of the phycoremediation potential of Laminaria digitata towards diflubenzuron, lindane, copper and cadmium in a multitrophic pilot-scale experiment. [6] са изследвани възможностите на кафявите морски водорасли Laminaria digitala да пречистват морската вода от токсичните тежки метали кадмий и мед, както и от пестицидите дифлубензурон и линдан. Наличието на водорасли намалява концентрациите на всички тези вещества в морската вода, без да оказва негативно влияние на физиологичното състояние на водораслите. Освен това наличието на тези водорасли за 120 часа намалява концентрациите на дифлубензурон в мидите със 70%. Това може да бъде полезна и ефективна стратегия за намаляване на замърсяването на водната среда.

В публикацията от 2007 г. на  International Forum on Strategic Technology - Arsenic and cadmium in the marine macroalgae (Porphyra yezoensis and Laminaria Japonica) — forms and concentrations [7] са анализирани общите концентрации на арсен, неорганичен арсен, кадмий и неговите химични форми във водораслите Porphyra yezoensis (червени водорасли, известни и като нори) и Laminaria Japonica, също ядливи водорасли, известни като келп, морско зеле и комбу. Общите концентрации на кадмий във всички проби на червените водорасли са над нормите. Концентрациите на неорганичен арсен и в двете водорасли са много по-ниски от горните допустими граници, а процентното съотношение на неорганичен арсен към общия арсен намалява с времето и в двата вида водорасли. Това показва, че тези водорасли могат да метаболизират неорганичния арсен към органични форми. По този начин те развиват резистентност към арсен. Резултатите от изследването показват, че тази скорост на трансформация се увеличава с растежа и скоростта на метаболизма, които са забързани при повишени температури на околната среда.

 

Хромът е седмият най-разпространен метал на земята и се намира в руди с други метали като хромит, хром охра, крокоит и др. Най-важните индустриални източници на хром са кожарската, текстилната и галваничната промишленост. Промишлените отпадъци има шествалентни (Cr6+) и тривалентни (Cr3+) йони на хром. Тривалентните йони са по-малко токсични за живите организми в сравнение с шествалентните. Cr3+ е полезен за метаболизма на захар и мазнини, а Cr6+ се използва в промишлеността за производство на сол. И двете състояния на метала хром се използват за хромиране, пигментиране, в стъкларската промишленост, и за оцветяване при обработката на кожи. Те увреждат черния дроб, бъбреците и кожата. Могат да причинят язви, белодробни проблеми и повръщане. За да се намалят тези увреждания на човешкото здраве металът хром трябва да бъде модифициран до по-малко токсично състояние и да бъде третиран преди изпускане в околната среда.

В публикацията от 2007 г. на  International Forum on Strategic Technology - Biosorption and desorption of chromium by ca-ioaded Laminaria Japonica biomass [8] е проведено проучване на биомаса от кафявите водорасли Laminaria Japonica, обогатени с калций и способностите за биосорбция/десорбция на хром. Отчетена е висока способност - почти 48% при pH 4,5. Освен това след като биомасата се третира йоните хром могат да бъдат възстановени.

Публикацията от 2006 г. Biosorption of lead ion by chemically-modified biomass of marine brown algae Laminaria japonica. [9] отново изследва биомаса от кафяви морски водорасли Laminaria japonica, които са химично модифициране чрез омрежване с епихлорохидрин, окислени с калиев перманганат или промити с дестилирана вода. Изследвани са възможностите им за биосорбция на олово. Резултатите от изследването показват, че това се случва в рамките на 2 часа и зависи от pH. Максимално пречистване на олово се случва при pH 5.3.

В публикация от блога на aloha. bg можете да научите повече за токсичните въздействия на олово и живак върху човешкото здраве.

Публикацията на Removal of Cd(II), Zn(II) and Pb(II) from aqueous solutions by brown marine macro algae: kinetic modelling [10] разработка на екип от  Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Porto  са изследвани възможностите на специфични видове морски водорасли, които са в изобилие около крайбрежията на Португалия ( (Laminaria hiperborea, Bifurcaria bifurcata, Sargassum muticum иFucus spiralis) да отстраняват токсични метали като кадмий - Cd (II), цинк - Zn (II) и олово - Pb (II) от водни разтвори. Концентрациите на тези тежки метали са около 75-100 mg/L.

Наблюдаваната биосорбция е:

  • Кадмий 24 - 40 mg / g
  • Цинк: 18 - 32 mg / g
  • Олово: 32 - 50 mg / g

Скоростта на поглъщане на металите е доста бърза като 75% се случва още в първите 10 минути. Резултатите от изследването показват, че всички изследвани видове водорасли могат ефикасно и рентабилно да премахнат тежки метали от отпадъчните води на промишлеността.

В публикацията от 2014 - Biosorption of uranium(VI) from aqueous solution by biomass of brown algae Laminaria japonica.[11] се изследва ефективността на адсорбция на уран (VI) от биомаса кафяви водорасли Laminaria japonica. Приготвени са няколко различни разновидности биомаса. Поглъщането на урана зависи главно от размера на частиците на приготвения биосорбент от водорасли Ламинария. Определени са оптималния размер на частиците, времето за контакт и нужните концентрации. Спектроскопски анализи показват, че уранът е адсорбиран в порестата вътрешна структура на биосорбента. След сравняване с използване на други биосорбенти и химически адсорбенти като активен въглен и зеолит е доказано, че биосорбентът от кафяви водорасли Ламинария може да замени конвенционалните методи за отстраняване на уран от радиоактивни отпадъчни води. Освен това биомасата може да бъде изгорена и това да намали теглото на използваните вече биосорбенти.

България е особено богата на уран, а днес много от урановите мини са изоставени.

Вече сме писали, че само в кафявите водорасли се съдържат алгинова киселина, която се използва за промишлено производство на алгинати.

В публикацията от 2013 г. Mercury(II) removal from aqueous solution by sorption onto alginate, pectate and polygalacturonate calcium gel beads. A kinetic and speciation based equilibrium study [12] са използвани гелове от калциев алгинат (използва се също и в кулинарията) , соли на пектин и полигалактуронат. Най-висока ефективност на поглъщане на йони на живак чрез гранули гел са отчетени при pH 3-3.6 и температура  25° С. Изследването доказва ефективността на биосорбцията на токсичния живак от водни разтвори с помощта на алгинати от кафяви водорасли.

Напоследък се провеждат все повече проучвания за “зелено” пречистване на околната среда. Някои от кафявите водорасли се използват за храна от народите на Япония, Китай, Индонезия и други страни, но ние като европейци трудно можем да свикнем с вкуса им.

Руската компания Вертера успява да създаде вкусни лечебни храни на базата на кафяви морски водорасли Laminaria japonica и Fucus.

Продуктите на Вертера  се усвояват почти напълно от човешкия организъм и са натурални, със запазени свойства на живата клетка. Техен създател е нашият съвременник, 82-годишният проф. Виталий Корзун, който за да защити докторската си дисертация през 1971 г. е погълнал смъртоносни дози радиация, а днес се радва на добро физическо и ментално здраве.

Вертера Гел съдържа кафяви морски водорасли Ламинария, а усилената формула Вертера Гел Форте съдържа освен Laminaria Japonica, Fucus vesiculosus и дихидрокверцетин. Освен с натурален вкус на морски водорасли Вертера Гел Форте се предлага и с вкус на ябълка, вишна или касис.

Освен алгинати, тези лечебни храни съдържат неповторими в сухоземния свят вещества като фукоидани, естествени бета глюкани, антимикробна активност, противоалергични флоротанини, органичен йод и бром за естествена антиоксидантна защита, всичките 20 аминокиселини, 8 от които незаменими, полиненаситени мастни киселини, витамини, 28 микро и макроелемента в органическа форма и пр.

Използвани източници:

1. Sorbents / EPA - United States Enviromental Protection Agency 

2. Superabsorbent polymer - Wikipedia

3. Baby Gear Lab -What Is Inside Those Disposable Diapers?

4. Biosorption: An Interplay between Marine Algae and Potentially Toxic Elements—A Review

5. Biosorption and Desorption of Cadmium(II) by Biomass of Laminaria Japonica 

6. Exploration of the phycoremediation potential of Laminaria digitata towards diflubenzuron, lindane, copper and cadmium in a multitrophic pilot-scale experiment

7. International Forum on Strategic Technology - Arsenic and cadmium in the marine macroalgae (Porphyra yezoensis and Laminaria Japonica) — forms and concentrations

8. International Forum on Strategic Technology - Biosorption and desorption of chromium by ca-ioaded Laminaria Japonica biomass 

9. Biosorption of lead ion by chemically-modified biomass of marine brown algae Laminaria japonica

10. Removal of Cd(II), Zn(II) and Pb(II) from aqueous solutions by brown marine macro algae: kinetic modelling/ Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Porto 

11. Biosorption of uranium(VI) from aqueous solution by biomass of brown algae Laminaria japonica.

12. Mercury(II) removal from aqueous solution by sorption onto alginate, pectate and polygalacturonate calcium gel beads. A kinetic and speciation based equilibrium study

 

Ефектът на пептидите върху кожата и човешкото тяло

Пептидите са протеинови фрагменти, съставени от аминокиселини. Когато тези аминокиселини се свързват заедно, те образуват аминопептид, а когато пептидите се свързват заедно, те образуват гръбначния стълб на протеините. Те са добре известни със способността си да насърчават здравата кожа и коса. Те могат да се приемат и през устата, обикновено под формата на колаген на прах или добавки. За увеличаване на мускулната сила и подобряване на възстановяването на тъканите. В допълнение към козметичните цели, проучванията показват, че ползите от пептидите могат да включват борба с диабет тип 2. Както и понижаване на кръвното налягане и понижаване нивата на холестерола.

прочети още
Пептиди и пептидна биорегулация

Пептидите се свързват със специфични, строго определени участъци на молекулата - ДНК /хромозомите/, като предизвикват синтез на специфични белтъчини с биорегулаторно действие, като хормони, ензими, невромедиатори, антитела, клетъчни субстанции, колаген и мн.др! Казано с по-прости думи пептиди ни поддържат млади и здрави. Пептидите отключват резервния потенциал за продукция на нови стволови клетки в таргетни органи и тъкани! Пептидите са „умни” аминокиселини, които носят правилна информация!

прочети още
Сублингвални пептиди Linguals (лингвални пептиди)

Сублингвалното приложение на лекарства е модерна тенденция в медицината. Този метод за въвеждане на пептидни вещества в организма избягва отрицателното въздействие на продуктите върху стомашната лигавица, ускорява абсорбцията на активните вещества в кръвния поток - директно през лигавицата на устната кухина. Нашите препарати в сублингвална форма имат свойството да се абсорбират директно през устната лигавица, което улеснява по-бързото проникване на пептиди. Това води до ускоряване на проявата на ефекта им.

прочети още
Основни видове пептиди : характеристики, цени и начин на приложение

Какви пептиди съществуват и какъв е механизмът им на действие? В интернет има много реклами и сайтове, които предлагат закупуване на различни пептидни биорегулатори. В тази статия бихме искали да охарактеризираме накратко всеки вид, така че потенциалният купувач да знае характеристиките на всяка категория и да може да избере правилния пептиден биорегулатор.

прочети още