Зеленая стратегия биовыщелачивания труднорастворимых соединений неодима микроскопическими грибами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В настоящее время активно разрабатываются экологически чистые процессы переработки сырья, содержащего редкоземельные элементы (РЗЭ). Микроорганизмы играют важную роль в биогеохимии РЗЭ, однако природа взаимодействия микромицетов с РЗЭ остается мало изученной . В исследовании изучается потенциал извлечения РЗЭ из их труднорастворимых форм с помощью микроскопических грибов. На примере почвенного микромицета Aspergillus niger показана возможность перевода трудно растворимого оксида неодима Nd2O3 в растворимые в воде и спиртах (этиловом и изопропиловом) соединения неодима. Морфология и структура клеток A. niger и распределение нерастворимых и растворимых форм редкоземельного элемента до и после биовыщелачивания изучались с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Биовыщелачивание микромицетом моделировали методом прямого контакта. Рентгенофлуоресцентный анализ экстрактов после биовыщелачивания показал присутствие неодима. Эти исследования помогут раскрыть потенциал микроскопических грибов для их применения в экологически чистой технологии извлечения РЗЭ, основанной на биовыщелачивании. Это может послужить основанием для разработки экологически чистой альтернативы применяемым в настоящее время методам, использующим сильные неорганические кислоты или токсичные вещества.

Об авторах

Д. В. Белов

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН

Email: bdv@ipfran.ru
Нижний Новгород, 603950 Россия

С. Н. Беляев

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН

Email: bdv@ipfran.ru
Нижний Новгород, 603950 Россия

Е. Н. Разов

Институт проблем машиностроения РАН – филиал ФГБНУ “Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН

Email: bdv@ipfran.ru
Нижний Новгород, 603024 Россия

Н. А. Сороколетова

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН; Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: bdv@ipfran.ru
Нижний Новгород, 603950 Россия; Нижний Новгород, 603022 Россия

Е. И. Серебров

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН; Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: bdv@ipfran.ru
Нижний Новгород, 603950 Россия; Нижний Новгород, 603022 Россия

П. В. Мосягин

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: bdv@ipfran.ru
Нижний Новгород, 603022 Россия

Список литературы

  1. Forti V., Balde C. P., Kuehr R., Bel G . The Global E-waste Monitor 2020: Quantities, Flows and the Circular Economy Potential. UNU/UNITAR SCYCLE, ITU, 2020. 120 p.
  2. Liu K., Tan Q., Yu J. , Yu J ., Wanget M. // Circular Economy. 2023. V. 2. № 1. 100028. https://doi.org/10.1016/j.cec.2023.100028
  3. Santhiya D., Ting Y.P. // J. Biotechnol. 2005. V. 116. № 2. P. 171. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2004.10.011
  4. Aung K.M.M., Ting Y.P. // J. Biotechnol. 2005. V. 116. № 2. P. 159. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2004.10.008
  5. Santhiya D., Ting Y.P. // J. Biotechnol. 2006. V. 121. № 1. P. 62. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2005.07.002
  6. Pathak A., Kothari R., Vinoba M., Habibi N., Tyagi V.V. // JEM. 2021. V. 280. P. 111789. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.111789
  7. Dusengemungu L., Kasali G., Gwanama C., Mubem- ba B. // Environ. Adv. 2021. V. 5. P. 100083. https://doi.org/10.1016/j.envadv.2021.100083
  8. Rasoulnia P., Mousavi S.M. // Bioresour. Technol. 2016. V. 216. P. 729. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.05.114
  9. Bindschedler S., Bouquet T.Q.T.V., Job D., Edith J., Junier P. // Adv. Appl. Microbiol. 2017. V. 99. P. 53. https://doi.org/10.1016/bs.aambs.2017.02.002
  10. Burgstaller W., Schinner F. // J. Biotech. 1993. V. 27. № 2. P. 91. https://doi.org/10.1016/0168-1656(93)90101-R
  11. Wu H.Y., Ting Y.P. // Enzyme Microb. Technol. 2006. V. 38. № 6. P. 839. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2005.08.012
  12. Mouna H.M., Baral S.S. // Hydrometallurgy. 2019. V. 184. P. 175. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2019.01.007
  13. Li J., Xiao Y., Feng X., Wang J., Ma Z., Yao R. et al. // J. Clean. Prod. 2024. V. 468. P. 143067. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.143067
  14. Hosseinzadeh F., Rastegar S.O., Ashengroph M. // Process Biochem. 2021. V. 105. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2021.03.022
  15. Ma J., Li S., Wang J., Jiang S. , Panchal B., Sun Y. // Fuel. 2023. V. 354. P. 129387. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.129387
  16. Keekan K.K., Jalondhara J.C. // Int. J. 2017. V. 38. № 5. P. 312. https://doi.org/10.1080/08827508.2017.1350956
  17. Castro L., Blázquez M.L., González F., Muñ oz J.A. // Metals. 2020. V. 10. № 7. P. 978. https://doi.org/10.3390/met10070978
  18. Kang X., Csetenyi L., Gadd G.M. // Environ. Microbiol. 2021. V. 23. № 7. P. 3970. https://doi.org/10.1111/1462-2920.15402
  19. Osman Y., Gebreil A., Mowafy A.M., Anan T .I., Ha- med S.M. // World J. Microbiol. Biotechnol. 2019. V. 35. https://doi.org/10.1007/s11274-019-2666-1
  20. Никитин Д.А., Семенов М.В. // Микробиология. 2022. T. 91. № 1. https://doi.org/110.31857/S0026365622010098
  21. Билай В.И., Коваль Э .З. Аспергиллы. Определитель. Киев: Наукова Думка, 1988. 203 с.
  22. Саттон Д. Определитель патогенных и условно-патогенных грибов. М .: Мир, 2001. 486 с.
  23. Siddiquee S., Kobun R., Al Azad S., Saallah S. // JMBT. 2015. V. 7. № 6. https://doi.org/10.4172/1948-5948.1000243
  24. Remacle J. The cell wall and metal binding. Biosorption of heavy metals / Ed. B. Volesky. USA, Florida: CRC Press, Boca Raton, 1990. P. 83–92.
  25. Gow N.A.R., Latge J.P., Munro C.A. // Microbiol. Spectr. 2017. V. 5. № 3. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.funk-0035-2016
  26. Горовой Л.Ф., Косяков В.Н . // Биополимеры и клетка. 1996. Т . 12. № 4. С . 49.
  27. Скугорева С.Г., Кантор Г.Я., Домрачева Л.И. // Теоретические проблемы экологии. 2019. № 2. С. 14. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-2-014-031
  28. Naja G., Mustin C., Volesky B., Berthelin J. // Water Res. 2005. V. 39. № 4. https://doi.org/10.1016/j.watres.2004.11.008
  29. Priyadarshini E., Priyadarshini S.S., Cousins B.G., Pradhan N. // Chemosphere. 2021. V. 274. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129976
  30. Vo P.H.N., Danaee S., Nam Hai H.T., Lai N.H., Tuan A.H.N., Hong T.M. N. et al. // Sci. Total Environ. 2024. V. 908. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168210
  31. Veglio F., Beolchini F. // Hydrometallurgy. 1997. V. 44. № 3. P. 301. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(96)00059-X
  32. Nawrocki P.R., Sørensen T.J. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2023. V. 25. P. 19300. https://doi.org/10.1039/D3CP02033A
  33. Zschornack G.H. Handbook of X-ray Data. / Springer Science & Business Media, 2007. 969 p.
  34. Willis J.P., Feather C.E., Turner K. Guidelines for XRF Analysis. V. 1. Cape Town, South Africa: James Willis Consultants, 2014. P. 544.
  35. Halliwell G. // Nature. 1952. V. 169. P. 1063. https://doi.org/10.1038/1691063a0
  36. Zhang J., Zhang X., Su X., Du H., Lu Y., Zhang Q. // Molecules. 2024. V. 29. № 6. P. 1266. https://doi.org/10.3390/molecules29061266
  37. Hameed I.H., Hamza L.F., Kamal S.A. // J. Pharmacognosy Phytother. 2015. V. 7. № 8. P. 132. https://doi.org/10.5897/JPP2015.0354
  38. Gł owiak T., Legendziewicz J., Dao C.N., Huskow- ska E. // J. Less-Common Met. 1987. V. 134. № 2. P. 153. https://doi.org/10.1016/0022-5088(87)90553-4
  39. Elango D., Manikandan V., Jayanthi P., Velmurugan P., Balamuralikrishnan B., Ravi A.V. et al. // Curr. Plant Biol. 2020. V. 23. https://doi.org/10.1016/j.cpb.2020.100153
  40. Songa X., Liao Y., Liu T., Yin D ., Wang H., Chenet L. et al . // SSRN. 2022. https://doi.org/10.2139/ssrn.4088651
  41. Han T., Kim G.B., Lee S.Y. // PNAS. 2020. V. 117. № 48. P. 17483. https://doi.org/10.1073/pnas.2017483117
  42. Liberal Â., Sandrina R., Heleno A., Martins A. // Natural Secondary Metabolites. 2023. (Chapter). P. 475. https://doi.org/10.1007/978-3-031-18587-8_14
  43. Lykholat Y.V., Khromykh N.O., Didur O.O., Dreh- val O.A., Sklyar T.V., Anishchenko A.O. // Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences. 2021. V. 10. https://doi.org/10.1186/s43088-021-00171-2
  44. Li J., Chroumpi T., Garrigues S., Kun R.S., Meng J., Salazar-Cerezo S. et al. // J. Fungi (Basel). 2022. V. 8. № 12. P. 1315. https://doi.org/10.3390/jof8121315
  45. Feng S., Pan L., Li Q., Zhang Y., Mou F., Liu Z. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. 17611. https://doi.org/10.3390/ijms242417611
  46. Liu W., Xiang H., Zhang T., Pang X., Su J., Liu H. et al. // ACS Omega. 2021. V. 6. P. 9537. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c00010
  47. Chattopadhyay P., Banerjee S.K., Sen K., Chakrabar- ti P. // Can. J. Microbiol. 1985. V. 31. № 4. Р . 352 –35 5. https://doi.org/10.1139/m85-067
  48. Wadman M.W., Vries R.P., Kalkhove S., Veldink G.A., Vliegenthart J.F. G. et al. // BMC. Microbiol. 2009. V. 23. № 9. https://doi.org/10.1186/1471-2180-9-59
  49. Wiese J., Imhoff J.F., Gulder T.A.M. , Labes A., Schmaljohann R. // Mar. Drugs. 2016. V. 14. https://doi.org/10.3390/md14110200
  50. Yu R., Liu J., Wang Y., Wang H., Zhang H. // Front. Chem. 2021. V. 30. № 9. https://doi.org/10.3389/fchem.2021.701022
  51. Das N., Das D. // J. Rare Earths. 2013. V. 31. № 10. P. 933. https://doi.org/10.1016/S1002-0721(13)60009-5
  52. Zhou H., Wang J., Shao S., Yu X., Kang J., Qiu G. et al. // J. Water Proc. Engineering. 2024. V. 59. P. 104965. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2024.104965
  53. Huskowska E., Legendziewicz J., Hanuza J. // Polyhedron. 1990. V. 9. № 5. P. 59–664. https://doi.org/10.1016/S0277-5387(00)80272-7
  54. Badertscher M., Bühlmann P., Pretsch E. Structure Determination of Organic Compounds. Tables of Spectral Data. 2009. 10.1007/978-3-540-93810-1' target='_blank'>https://doi: 10.1007/978-3-540-93810-1
  55. Böszörményi É., Dömötör O., Kutus B., Varga G., Peintler G., Sipos . P. // J. Mol. Struct . 2022. V . 1261. P . 132894. https :// doi . org /10.1016/ j . molstruc .2022.132894

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).