数千年来,有机来源被使用,这意味着很容易生物降解染料,但引入偶氮染料等合成化合物提出了环境挑战。调查使用这些危害环境的生物修复的细菌和有毒化学物质是最新发表的一篇论文的焦点可持续性。
黄色偶氮染料用于食品、饮料、制药、等。图片来源:StudioMolekuul / Shutterstock.com。研究:偶氮染料的降解:细菌生物修复的潜力。
合成染料:越来越多的环境污染来源
历史证据表明,染料被公元前3500年已经在使用。长期被用于审美目的,直到最近颜料和染料完全有机起源。矿物、植物和动物来源被用来颜色纺织品、住所,武器,餐具,装饰对象和艺术品。
第一个合成染料,mauveine,是在1856年偶然发现了威廉·亨利·珀金斯。此后,合成染料的范围明显扩大,今天约有10000种不同的染料工业生产。合成染料在很大程度上取代了自然变异由于其成本效益,抗环境因素如阳光,化学物质,和水分,他们广泛的可用的颜色。
据估计,每年生产700000吨染料,工商满足日益增长的需求。然而,这种增长有巨大的环境成本。根据目前的估计,10 - 15%的合成染料生产环境中最终被处置,主要为海洋生态系统。
从合成染料污染引起的环境破坏,包括扰动在海洋氧气水平,干扰的吸收阳光,水,neurosensorial损害海洋动物,代谢压力、植物坏死,和对动物的影响经济增长,还有许多其他效果。另外,如果未经处理,发现有毒化合物在染料可以进入食物链,导致严重的健康问题。
偶氮染料
偶氮染料是合成和有机化合物。它们用于不同范围的产品,包括食品、化妆品、纺织品、和药品。广泛用于印染行业,它们出现在所有商业配方的50% - -65%。这是由于它们的化学多样性和稳定性,并具有较高的固定和抵抗水分和光。而商业有用,这些属性在环境影响其生物降解性的主要因素。
偶氮染料具有强烈的颜色。包括大约三分之二的商业使用合成染料,他们有广泛的使用和结构多样性最大市场上的染料。偶氮染料及其副产品是一个严重的引起人们的关注,并被列为高度致癌的化合物。偶氮染料是偶氮键的裂解产生的副产品。
由于未经处理的染料和副产品进入环境的问题,有重要的研究集中在治疗策略。解决方案提出了包括物理、化学和生物修复过程。其中,生物修复已被证明是最具吸引力的策略由于其较低的环境影响,成本效益,有效的染料漂白。
三个一般的示意图表示细菌偶氮生色基团组的酶促降解机制。首先,显示azoreductases-yellow-in这个例子的作用的酶促降解利用NADH作为一个重要的还原剂为偶氮键的裂解,生成芳香胺,从而变色的媒介。Then-clockwise-we催化反应周期由laccase-blue-with代氧化底物而不是有潜在毒性胺,除了不需要代数余子式。最后,过氧化物酶enzymes-green-such木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶、酶两个最常用的染料降解,说明一些可能的产品根据债券的乳沟,可对称或不对称。图片来源:ibsen Pinheiro桑塔纳,L。R et al .,可持续性
这项研究
这项研究发表在可持续性一直专注于偶氮染料的生物修复及其副产品利用微生物。许多细菌物种已经开发出生物机制,主要是酶,偶氮染料脱色媒体受污染。这些机制的效率受到理化参数,然而。理解这些参数之间的关系是提高生物修复过程的关键。
细菌的多样性使得一系列应用的可能性与纯粹的文化或文化在协会工作,可以容忍不同理化参数。因此,这个过程可以适应不同工业垃圾含有各种和多个染料。此外,作者指出,不止一个畅销的产品或服务可以提供,克服瓶颈禁止应用生物系统的成本。
作者已经考虑可用的范围有关这一课题的文献,并指出该领域的科学进步和补救工作,应对当前研究的鸿沟影响的广泛商业应用微生物生物修复策略。细菌生物修复,文学就是明证,越来越可行的治疗过程偶氮染料及其副产品。
挑战仍然存在与偶氮染料的细菌生物修复。几个因素需要考虑广泛应用的策略,取决于所使用的技术,环境特点,以及使用的菌株。作者已经确定了相关的瓶颈,包括生物反应器的维护成本,理化参数,可用空间使用生物反应器或湿地,可伸缩性、立法和监管考虑,不能降解的有毒副产品,染色技术的变化修改废水,需要适应的生物修复技术。
无论如何,即使当前的挑战和瓶颈的研究试图批判地址,作者说了有前景的结果从实验室测试,飞行员,和现实世界的研究迫切需要可持续的工业规模的解决方案证明潜在的细菌偶氮染料的生物修复和可持续的道路,清洁,和负责任的生产。
进一步的阅读
ibsen Pinheiro桑塔纳,L。R et al。(2022)偶氮染料的降解:细菌生物修复的潜力(在线)可持续性1510 | 14 (3)mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/2071-1050/14/3/1510
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