Green strategy for bioleaching of difficult neodymium compounds by microscopic fungi

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Currently, environmentally friendly processes for processing raw materials containing rare earth elements (REE) are being actively developed. Microorganisms play an important role in the biogeochemistry of REE, but the nature of the interaction of micromycetes with REE remains poorly understood. The study examines the potential of extracting REES from their insoluble forms using microscopic fungi. Using the example of the soil micromycete Aspergillus niger , the possibility of converting difficult-to-dissolve neodymium oxide Nd2O3 into water- and alcohol-soluble (ethyl and isopropyl) neodymium compounds is shown. The morpholog y and structure of A. niger cells and the distribution of insoluble and soluble forms of the rare earth element before and after bio-leaching were studied using scanning electron microscopy (SEM). Bio-leaching by micromycetes was modeled using the direct contact method. X-ray fluorescence analysis of extracts after bio-leaching showed the presence of neodymium. These studies will help unlock the potential of microscopic fungi for their application in an environmentally friendly technology for the extraction of REE based on bio-leaching. This may serve as a basis for the development of an environmentally friendly alternative to currently used methods using strong inorganic acids or toxic substances.

Sobre autores

D. Belov

Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: bdv@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, 603950 Russia

S. Belyaev

Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: bdv@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, 603950 Russia

E. Razov

Institute for Problems in Mechanical Engineering of the Russian Academy of Sciences – branch of the Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: bdv@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, 603024 Russia

N. Sorokoletova

Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences; National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: bdv@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, 603950 Russia; Nizhny Novgorod, 603022 Russia

E. Serebrov

Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences; National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: bdv@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, 603950 Russia; Nizhny Novgorod, 603022 Russia

P. Mosyagin

National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Autor responsável pela correspondência
Email: bdv@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, 603022 Russia

Bibliografia

  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

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».