Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Xóa bỏ 17α-Ethinylestradiol bằng oxit mangan sinh học do chủng Pseudomonas putida MnB1 sản xuất
Tóm tắt
Các hóa chất gây rối loạn nội tiết tố tổng hợp và bền vững (EDCs) như 17α-ethinylestradiol (EE2) đã thường xuyên được phát hiện trong nước thải của các nhà máy xử lý nước thải và gây ra những nguy hại cho con người và động vật hoang dã. Trong nghiên cứu này, các oxit mangan sinh học đã được thử nghiệm để loại bỏ EE2, và các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng cũng được điều tra. Các oxit mangan sinh học được sản xuất bởi chủng Pseudomonas putida MnB1 là các hạt có kích thước nano và tinh thể kém. Nồng độ 7,9 mg l−1 oxit mangan sinh học cho thấy hiệu suất loại bỏ EE2 (1 mg l−1) đạt 87% trong 2 giờ, điều này xác nhận tiềm năng xuất sắc của oxit mangan sinh học trong việc loại bỏ estrogen. Việc loại bỏ EE2 được tăng cường ở nồng độ cao của oxit mangan và ở pH thấp. Các kim loại nặng đồng tồn tại ức chế đáng kể khả năng loại bỏ EE2, do sự cạnh tranh của chúng đối với các vị trí phản ứng của oxit mangan sinh học. Axit humic (HA) cũng cản trở việc loại bỏ EE2, nhưng tác động bất lợi được giảm bớt khi nồng độ HA tăng, có thể do sự hình thành các phức hợp tan với Mn2+ được giải phóng, mà sự hấp phụ lên oxit mangan làm giảm các vị trí phản ứng bề mặt.
Từ khóa
#17α-ethinylestradiol #oxit mangan sinh học #Pseudomonas putida #xử lý nước thải #rối loạn nội tiết tốTài liệu tham khảo
Adams, L. F., & Ghiorse, W. C. (1987). Characterization of extracellular Mn2+-oxidizing activity and isolation of an Mn2+-oxidizing protein from Leptothrix discophora SS-1. Journal of Bacteriology, 169, 1279–1285.
Auriol, M., Filali-Meknassi, Y., Tyagi, R. D., Adams, C. D., & Surampalli, R. Y. (2006). Endocrine disrupting compounds removal from wastewater, a new challenge. Process Biochemistry, 41, 525–539.
Barrett, K. A., & McBride, M. B. (2005). Oxidative degradation of glyphosate and aminomethylphosphonate by manganese oxide. Environmental Science & Technology, 39, 9223–9228.
Chang, H. S., Choo, K. H., Lee, B. W., & Choi, S. J. (2009). The methods of identification, analysis, and removal of endocrine disrupting compounds (EDCs) in water. Journal of Hazardous Materials, 172, 1–12.
Christl, I., & Kretzschmar, R. (2001). Relating ion binding by fulvic and humic acids to chemical composition and molecular size: 1. Proton binding. Environmental Science & Technology, 35, 2505–2511.
Hennebel, T., De Gusseme, B., Boon, N., & Verstraete, W. (2009). Biogenic metals in advanced water treatment. Trends in Biotechnology, 27, 90–98.
Jiang, L. Y., Chen, J. M., Zhu, R. Y., Huang, C., & Ji, H. (2010). Degradation kinetics and estrogenic activity of 17β-estradiol removal by aqueous manganese dioxide. Journal of Environmental Science & Health A, 45, 938–945.
Jiang, L. Y., Huang, C., Chen, J. M., & Chen, X. (2009). Oxidative transformation of 17 β-estradiol by MnO2 in aqueous solution. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 57, 221–229.
Kilduff, J., & Weber, W. J., Jr. (1992). Transport and separation of organic macromolecules in ultrafiltration processes. Environmental Science & Technology, 26, 569–577.
Ko, S.-O., Jun, S.-Y., Lee, D.-H., Park, J., & Shin, W.-S. (2007). Effects of oxidative coupling reaction of 4-chlorophenol with manganese oxide on the phenanthrene sorption. Journal of Environmental Science & Health A, 42, 257–263.
Kuch, H. M., & Ballschmiter, K. (2001). Determination of endocrine-disrupting phenolic compounds and estrogens in surface and drinking water by HRGC-(NCI)-MS in the picogram per liter range. Environmental Science & Technology, 35, 3201–3206.
Laha, S., & Luthy, R. G. (1990). Oxidation of aniline and other primary aromatic amines by manganese dioxide. Environmental Science & Technology, 24, 363–373.
Lange, R., Hutchinson, T. H., Croudace, C. P., & Siegmund, F. (2001). Effects of the synthetic estrogen 17α-ethinylestradiol on the life-cycle of the fathead minnow (Pimephales promelas). Environmental Toxicology and Chemistry, 20, 1216–1227.
Larsen, E. I., Sly, L. I., & McEwan, A. G. (1999). Manganese(II) adsorption and oxidation by whole cells and a membrane fraction of Pedomicrobium sp. ACM 3067. Archives of Microbiology, 171, 257–264.
Mandernack, K. W., Fogel, M. L., Tebo, B. M., & Usui, A. (1995). Oxygen isotope analyses of chemically and microbially produced manganese oxides and manganates. Geochimica et Cosmochimica Acta, 59, 4409–4425.
Mckenzie, R. M. (1971). The synthesis of birnessite, cryptomelane, and some other oxides and hydroxides of manganese. Mineralogical Magazine, 38, 493–502.
Meng, Y.-T., Zheng, Y.-M., Zhang, L.-M., & He, J.-Z. (2009). Biogenic Mn oxides for effective adsorption of Cd from aquatic environment. Environmental Pollution, 157, 2577–2583.
Nelson, Y. M., Lion, L. W., Ghiorse, W. C., & Shuler, M. L. (1999). Production of biogenic Mn oxides by Leptothrix discophora SS-1 in a chemically defined growth medium and evaluation of their Pb adsorption characteristics. Applied and Environmental Microbiology, 65, 175–180.
Ohko, Y., Iuchi, K. I., Niwa, C., Tatsuma, T., Nakashima, T., Iguchi, T., et al. (2002). 17β-Estradiol degradation by TiO2 photocatalysis as a means of reducing estrogenic activity. Environmental Science & Technology, 36, 4175–4181.
Post, J. E. (1999). Manganese oxide minerals: crystal structures and economic and environmental significance. Proceedings of the National Academy of Sciences, 96(7), 3447–3454.
Purdom, C. E., Hardiman, P. A., Bye, V. J., Eno, N. C., Tyler, C. R., & Sumpter, J. (1994). Estrogenic effects of effluents from sewage treatment works. Chemistry and Ecology, 8, 275–285.
Sabirova, J. S., Cloetens, L. F. F., Vanhaecke, L., Forrez, I., Verstraete, W., & Boon, N. (2008). Manganese-oxidizing bacteria mediate the degradation of 17α-ethinylestradiol. Microbial Biotechnology, 1, 507–512.
Shin, J. Y., & Cheney, M. A. (2004). Abiotic transformation of atrazine in aqueous suspension of four synthetic manganese oxides. Colloids & Surfaces A, 242, 85–92.
Shon, H. K., & Vigneswaran, S. (2006). Effluent organic matter (EfOM) in wastewater: constituents, effects, and treatment. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 36, 327–374.
Stone, A. T. (1987). Reductive dissolution of manganese(III/IV) oxides by substituted phenols. Environmental Science & Technology, 21, 979–988.
Tebo, A. E., Jaskowski, T. D., Keith, L. L., Litwin, C. M., & Hill, H. R. (2007). Comparison of immune assays for the detection of anti-HSP70 antibodies in patients with idiopathic sensorineural hearing loss. Clinica Chimica Acta, 381, 140–144.
Tebo, B. M., Bargar, J. R., Clement, B. G., Dick, G. J., Murray, K. J., Parker, D., et al. (2004). Biogenic manganese oxides: Properties and mechanisms of formation. Annual Review of Earth & Planetary Sciences, 32, 287–328.
Ternes, T. A., Stumpf, M., Mueller, J., Haberer, K., Wilken, R. D., & Servos, M. (1999). Behavior and occurrence of estrogens in municipal sewage treatment plants — I. Investigations in Germany, Canada and Brazil. Science of the Total Environment, 225, 81–90.
Tipping, E., & Heaton, M. J. (1983). The adsorption of aquatic humic substances by two oxides of manganese. Geochimica et Cosmochimica Acta, 47, 1393–1397.
Trivedi, P., & Axe, L. (2000). Modeling Cd and Zn sorption to hydrous metal oxides. Environmental Science & Technology, 34, 2215–2223.
USEPA. (2009). Endocrine Disruptor Screening Program. US EPA (strategy) on EDCs.
Villalobos, M., Toner, B., Bargar, J., & Sposito, G. (2003). Characterization of the Mn oxide produced by Pseudomonas putida strain MnB1. Geochimica et Cosmochimica Acta, 67, 2649–2662.
Wang, W., Shao, Z., Liu, Y., & Wang, G. (2009). Removal of multi-heavy metals using biogenic manganese oxides generated by a deep-sea sedimentary bacterium — Brachybacterium sp. strain Mn32. Microbiology, 155, 1989–1996.
Xu, L., Xu, C., Zhao, M., Qiu, Y., & Sheng, G. D. (2008). Oxidative removal of aqueous steroid estrogens by manganese oxides. Water Research, 42, 5038–5044.
Zhang, H., & Huang, C. H. (2003). Oxidative transformation of triclosan and chlorophene by manganese oxides. Environmental Science & Technology, 37, 2421–2430.
Zhang, H., & Huang, C. H. (2005). Reactivity and transformation of antibacterial N-oxides in the presence of manganese oxides. Environmental Science & Technology, 39, 593–601.
Zhang, J., Lion, L. W., Nelson, Y. M., Shuler, M. L., & Ghiorse, W. C. (2002). Kinetics of Mn(II) oxidation by Leptothrix discophora SS1. Geochimica et Cosmochimica Acta, 65, 773–781.
Zhao, L., Yu, Z. Q., Peng, P. A., Huang, W. L., & Dong, Y. H. (2009). Oxidative transformation of tetrachlorophenols and trichlorophenols by manganese dioxide. Environmental Toxicology and Chemistry, 28, 1120–1129.