- 14 -
vai hul gr; lo
Vazba iontů uranu a olovs sorbenty na basi fungélního aycelia.
ur st Zffi
be /с Г£ Č(
E. Jílek*, H. Procházka*, 2 . štaaberg + + , P. Hulék *** p h
m m \ г • 7ÚVL ČAZ Brno •+ ÓJP Zbraslav n/Vlt. +•+ MkPS-výskum Sydlovary
з i
- 15 -
Щ i| mi Jj il
Ke studiu vazby uranu a olova na komponenty fungálního aycelia jsn»e přistoupili v souvislosti s kultivaci hub Jáchyaiovské lokality při studování antibiotický zajímavých lese ni. iiodelování přírodních podmínek včetně přítomnosti uranu v živných půdách, vedlo к zajímavému zjištěni, že v průběhu kultivačního procesu uranu v i*ediu ubývá. ?o kultivacích vybraných hub ne pevných půdách, obsahujících uranové soli, byl autoradiograficky prokázán uren v iyceliu a ve sporách; stejně toau bylo při kultivaci na půdách obsahujících olovo. Ižalbí naše poznatky lze zobecnit tak, že houby aohou vázat určitá smožství uranu a olova, případně dalších kovu, .jak v nutivníu stavu, tak i po tepelné denturaci, které vede к ireversibilní změně organisau /12, 13, 14, i4/. iložnost využití suchého c.,vcelia kultivovaného na půdách bez uranu, případně kultivovaného za.jiným technologickým zésěrem /odp-bání ^ycelia prdy s levých feraentaci/, rozšířila studijní rúiíc na možnost praktické aplikace. Podstatná a nejvýznaanejší část pře hledisko praktické aplikace byla zpracována na odpadnía a^vceliu řer.icilliuiu chrysogenua, výhledová výsledky pak na odpadním cyceliu houby Aspegillus niger a v daláí perspektivě s ayceliea. z kultivačního procesu na sulfitových výluzích /lp/. Odpadni siycelius po výrobě penicilínu je snadno dostupný odpad ve velkých objesech o jeho dostatečné sorpční vlastnosti pro uran byly prokázány /18, i!4/. Současně s positivním zjištěnía sorpční schopnosti odpadního oycelia pro těžké kovy /což lze považovat za obecnou vlastnost aycelia/ se projevil negativní vliv vody při styku s nutivnia myceliem. liyceliua se jemně rozplývá, plstnatí a při aplikaci v dynamickém procesu v koloně s pevným ložea sorbei.tu se rychle zvySuje filtrační odpor až к praktické nepropustnosti. Zabývali js&e se možností zpevnění struktury oycelia z čehož resultovaly zatím dva vhodné zpevňovací způsoby; zpevnění na basi Kočovinaformaldehyd /'Л/ a na basi resorcin-for^aldehyd /IV, které splnily požadavky na dostatečnou atchanickou pevnost pro pracovní záměry při uchování sorpční kapacity původního cycelia /jak vyplyne z pokrafiovánl referátu/ a prací /b,ll/.
Fungální ayeelium je složitý biopolyuer, ve kterém hlavní sloSu pro sorpci uranu a plová tvoří proteinové frakce /18, 2 4 / a frakce polysacharide předevSla buněSné stěny /18/. pro srovnávací atudil к sestoupení proteinová .a polysacharidické frakce v oyeeliu nespevnená» a ptf spevnení na basi mofioviny-formaldehydu a reaorcin-formaldehydu jsme použili rodifikovanábo «pusobu extrakce /16/ podle scbenatu; chryeogemm nespevnená •» spevnené }./ «xtrukce vodou
sáaěr - extrakce min. látek a vodorozpustného organického podílu
S/ extrakce BDT& /ekvivalent ke kontaminujlcinu CaCO-j/
Šetrné odstranění CaCO-, /residuum pravý strukturní buněčný aateriál/
C/ extrakce 5 % ÍCA za varu
extrakce organických slouSenin fosforu a degradovaných nukleových kyselin
S/ extrakce 5 % HaOH
extrakce degradovaných proteinu a některých frakcí, nedusíkatýeh polysacharidu
Výsledky extrakčního procesu jsou zaznamenány na grafu c. 1 a lze konstatovat, že zpevněním dochází к menšímu úbytku biomasy než u původního mycelia nespevneného. Nepochybně se projevuje vliv syntetického polymeru. Ucelenější obraz o jednotlivých komponentách v myceliu poskytují grafy 8. 2, 3, 4, demonstrující v isolovaných frakcích zastoupení spalitelných látek, popele, celkového duaíku a fosforu.
-17 -
Graf E. 1 : Úbytek su3iny aativnih» • sp*vnen5h» ayeelia po txtrskeletu
% pevnéhe podílu
nespevnené eyceliim H «pevntno na basi ikoCoviha-foraaldehyd zpevnin» na basi resorcin-foroaldehyd
po extrakcii 100
80
60
40
20
В
& txtr*kce /spôsob/
- 18 -
* . i: Zestoupení sledovaných složek г.:: в pevněného aycíiia v sušině po extrakcích.
40
20
в
li flztrakcf /spAe*b/
- 19 -
Graf.í-.З : Zastoupení sledovaných složek zpevnír^ho .xiycelia - typu « - v.sušině po extrokeíeh.
% pevného po1ílu po "xtrskci 100
80
60
20
С
В extrakce /zpusab/
t t e Qraf 4.*.: Zastoupení sledovaných cloiek spevneného •ycelia • typu R - ч euSioí po extrakcích. Й
I
Ъ podílu 120 ре extrakci 100 80 60
•
40 -
20
•
P extrakci /tpAsob/
- 21 V demonstraci sorpční kapacity jame vybrali vzhledem к praktické aplikaci vztah isolovaných pevných podílu mycelia ke koncentraci uranu a olova v oboru 1.10"~3a 1.10 *í v roztoku při doba styku 10 minút a při neupraveném pH vstupního roztoku. Pracovali jsme s lg pevného podílu mycelia na 100 ml studovaného roztoku obsahujícího uran nebo olovo statickým způsobem při laboratorní teplotě. Výsledky sorpční ch aktivit jednotlivých podílu mycelia jaou uvedeny v tabulce č. 1 a 2. Tabulka č . 1
Vazba uranu a olova na pevné podíly nespevneného odpadního mycelia /N/ po extrakcích.
pevný podíl po extrakci
% vázaného uranu 1.10"%
AN BN CN DN pevný podíl po extrakci AD BN CN DH"
55,60 76,32 83,40 77,80
/U0 2 /H0 3 / 2 / v konc. 1.10 * 3JÍ 99,04 75,00 36.15 40,94
% vázaného olova 79,60 74,20 80,65 34,00
v konc. *7»6O 94,40 84,74 86,74
Tabulka £. 2
Vazba uranu a olova na pevná podíly spevneného odpadního aycelia typu S а В po extrakcích*
pevný podíl po extrakci
% vásaného uranu LIO** 4 !!
AS' AS
M
v konc.
100,00 6&.43
40,00 63,47
91,40 34,80
56,67 78,34
i
, 22 *
ca ев
87,00 26,61
57,50 88,36
% vázaného olova /Pb/HOj/g/ v konc.
А» AR
70,80 94,00
52,40 61,40
В» BR
100/JO 100,00
63,16 62,11
CM CH
87,10 69,39
100,00 53,34
Dii SR
80,65 100,00
87,78 95,66
Z přehledu výsledku sorpční kapacity není v oboru koncentrací u jednotlivých isolovaných krakcí patrná relace mezi nezpevněným шусеНев a mfceliem po zpevnění oběma uvedenými typy. Zjeiôtčné diference lze přičítat: a/ rozdílnému množství pravého bunečného materiálu v jednotlivých frakcích nebo typech ; b/ u zpevněných ioycelií vlivu syntetického palymeru ; c/ interakci syntetického polymeru se složkami aycelia. Bilanční sozbormycelia typu li a B po extrakci je ve srovnání s původní» odpadním myceliea а jeho frakcemi příznivější. Do jaké míry byla zachována ostrost oddělení jednotlivých buněčných kosponent při extrakcích, případně do jaké míry se projevu- " je vliv zpevňovacího polymeru, jsme as pokusili objasnit zpěvně» ní» isolovaných frakcí původního mycelia oběma uvedenými způsoby. Sorpční vlastnosti takto připravených frakcí jsme ověřovali za konstantních podmínek a výsledky jsou uvedeny v tabulce Č.3. Ze srovnání hodnot sorpční kapacity, uvedených pra uran v tabulkách č.l a 2 a hodnotami v tabulce č. 3, maiese konstatovat, že pouze pro obor koncentrací 10"*M uranu a po extrakci 5 % r o s takém TCA jsou výsledky v dobré shodě.
- 23 Tabulka č. 3 : Sorpíní vlastnosti isolovaných frakcí původního sycelia po «pevnění pevný podíl po extrakci zpevněný HZ BKZ
1.10" 4 »
Í.IO" 3 »
D1ÄZ
69,71. 82,Id 86,19 82,13
54.16 59,73 48,60 44.93
ARZ BBZ CRZ D HZ
66,70 6*. 37 89,26 44,за
62:,17 73,35 49.67 48,11
cuz
i
vázaného oránu /002/M0^/2/ • konc.
% vázáného olova /Pb/NOy^/ v konc. 1.10" 4 » BUZ C1ÚZ DUZ ARZ BRZ CHZ DKZ
1.10" 3 »
78,40 81.22 84,37 58,35 85,16 87.93 86,49 7&.O9
48,13 81,17 85,97 85,15 •
52..43 73,85 80,12 91.63
U téže frakce v oboru koncentrace ÍCT^U se projevuje pos tivnl vliv spevňovacích činidel stejné jako v témž oboru konen trace u frakce tvořená převážně hezosaoiny a cíkkané extrakcí mycelia 5 % roztokem NaOH. Sorp6ní kapacity uvedená pro olovo v tabulkách č. 1, 2 a 3 jsou analogicky v dobré shodě v obore koncentrace 10~*SI olova po extrakci oycelia 5 % roitokem TCA.
•J V témž oboru koncentrace u krakee tvořené prevážne hexosaminy зе výrazne projevují vlivy spevňovacích polymerů jak samotných tak i jejich interakčníhh derivátu. V oboru koncentrace ÍO'^JÍ elova se zmíněná vlivy neprojevují signifikantně, takže nelze jednoznačně vysvětlit diference v sorpční kapacitě, které je zde funkcí vnějSích i vnitrních podmínek sorpčního procesu. Vnějšími vlivy jsou předením oblast pH, iontová síla ktftiontů v roztoku, doba styku kapalné fáze s pevnou, nezi vnitřními vlivy převažuje rozdílný podíl organické hmoty jednotlivých frakcí» podíl syntetického polymeru na sorpci a možný vznik derivátů původních složek biomasy při interakci se zpevnovacím polyaerem. «elikost kapacity při vszbě uranu a olova na frakci obsahující prevážne proteiny koresponduje s údaji Gurde a spol. /&/, kteří upozorňují jednak na různou povahu komplexu kovu s proteiny, ovlivněnou především formou kovu, jednak na skutečnost, že proteiny dají potenciální kapacitu vázat většinu kovu velmi pevně. Diskuse problému. Hafiía cílem bylo využít fungální mycelium jako sorpční hmotu pro desaktivaci vodných roztoku kontaminovaných přirozenými radioaktivními prvky. Tomuto aspektu byl podřízen celý studijní přístup. Došli jsme Те závěru, že pro praktické využití při očistě vod jsou vhodné jak reversibilní vazby protein - kov výměnou iontů a tvorbou chelátů, tak irreveraibilní vazby pro využití sorpčně-srážecích mechanismů. Po zkuôe noste ch a odpadním su&eným myceliem kmene P. ohrysogenum jsme zjistili, že výhodných sorpČních vlastnosti tohoto biologického substrátu je aožno v praxi použít pouze za předpokladu zpevnění jeho struktury a tím zvýSení jeho mechanické odolnosti» T průběhu experimentu se z 12 zpevnovacích způsobů osvědčila impregnace močovinou a formaldehydom /sorbent typu B/.
{| я
í>:3
i pí
Požadavek zachováni sorpční kapacity po zpevnění je obecné zřejmý; ovivněáí sorpčňích vlastností aýceliä způsobem zpevnění jeae demonstrovali.'- •• . • '.' ./ v Typy komplexů kovu s nativní» protít i пек přehledně popsal Yallee /29/ a jejich studiui.se pp první souborná Bjerruacvě práci /2/ rozšířiloha aminokyseliny, peptidy a purifikované proteiny včetně studií na aodelových letkách - syntetických polyelektrolytěch - napr. ky&. pelyakrylové s a.v. 30-100.000. Výsledky,aodelc-vé interkce a&zi kovy a syntetickými polyelektrolyty ucožňují alesppň částečně objasnit:obtížnou interpretaci vazby kovových iontu na proteiny ae strukturou částeCně nebo totálně rozruienou ôenaturačnia procesem. Přesun vysoce uspořádané struktury živého organismu k náhodné sečsi po denaturaci bůže ovlivnit afinitu proteinu pro kovová ionty, iiapr. liganůoyé skupiny» o nichž lze předpokládat, Že jsou v nativní struktuře odděleny, ее aohou shlukovat a vytvářet chelétová centra se specifickou Jiktivitou pro některé kovová ionty. Přesun uspořádané struktury v náhodnou je pravděpodobně ovlivňován, alespoň v některých fázích, létkaůi sehopnýsii tvořit silné vodíkové vařby. Význačný vliv ué žřejsě i velký náboj proteinu, kteréau se přišusuje rOštažení; denaturované solékuly /16/. V denaturované bítk»vině se oohou objevit další centra vazby i tis, že dojde k odhalení dalších ligandových skupin zejbéna г aiiiopovrchové Části buňky aycelie. Stuôiua vazby proteinu s kovovými ionty ve složitějších biologických systémecb je náročné. S velikostí a komplexitou stavby molekul eohou vznikat nové vlastnosti-, příilaiea iiie být vznik kvárterní struktury biopolyberu, z níž vhodnou organisecí solekulářních součástí aohou vzniknout složitější subcelulární a celulérní struktury e biologické шелЬгепу. V souhlasu s experimenty i poznatky jiných /i, 17, iQ, 23/ lte tedy preapokládat, že denaturované a zpevněné ayceliua obe«huje proteinová struktury, jejichž ligandová. centra se nacházejí v seskupeních stericky příznivých pro preferenční chelataci určitých kovových iontu e déle denaturací odhalené nové liganďové skupiny.
- 26 -
Dalšími význaanýai složkami buněčného xsteriélu odpadního lia jsou hexosové polyaery představované především glukoseu, které s převážnou částí kationtů však nevytvářejí stabilnější komplexy. Ealžíai složkami schopnými vytvářet vazby 8 tationty jsou zpravidla biopolyaery hexasaminfi, zjišťované v buněčné stíně. /4,7,10,22/. Kejčastěji se vyskytují joko glukosaaiin, galaktosamin a chitin resp. chitosan /5, 6, 19, 21, 28/. Velikost vazebné kapacity buněčných koaponent pak obecné závisí na koncentraci kationtů v roztoku, na dobl styku obou fází a koncentraci vodíkových iontu v roztoku. Závěr.
jiti
l\f
1/2/ /4/ /5/ /6/ /7/
i/8/
1/9/
Pokusili jsae se především na původním odpadním ayceliu а пэ ayceliu zpevněnéa syntetickým polyjnerea demonstrovat podíl extrahovaných pevných frakcí bioaasy пз vazbě uranu a olova. Presenlace výsledků je volena tak, aby byl zdůrazněn aplikační záměr.
/10; /11/
/12/ /13/ /14/ /15/ /16/ i
/17/ /18/ /19/ /20/ /21/
- 27 -
literatura. / 1 / APPLEiARTH, D.A., BOZOIAN, G., J . B a e t e r i o l . 94 /1967/ 1787-1788; /2/ BJ&RRUI», J . , lietal Amuine Formation i n Aqueous Solution, Haase a.Son, Copenhagen /1941/; |/3/ 3JERRUM, J . , Chem. Revs. 4Jb /1950/ 381; /4/ BOOIJ, H . L . , Hec. Trav. Bot. Néerl. 3J. /1940/ 1 - 77; /5/ COEäN, J . , KATZ, Ľ.t R0S£N3ERGUR, R . F . , Nature 224. Л 9 6 9 / 713; /6/ CKOOK, £ . * . , JOHUSTOK, J . R . , Bioeheo.J. 83, /1962/ 3^5; / 7 / GURD, F.R.K., MURRAY, G . R . J r . , J.Am.Chea.£oc. Jk /1954/ 187; / 8 / GURU, F.R.N., GQOĽ-AN, E . S . , J . Ав. Chem. Soc. 74. /19?*»/ 670; /9/ GURD, F . R . H . , WIL^OX, ?.£., Advances i n P r o t e i n Chea.'Vol.XI.
Ac.Press И Л . /1956/ 311-4*7; /10/ HAHGLĽ, F.П., Biochiiu. biophys. Acta, 2 I /1965/ 59-66; /11/ HULťÍK, P«, referát Vys. Tatry: Použití bioserbentu na basi mycelií hub kmene P. chrysogenua pru dekontaminaci odpadních vod Cs. uranového prucyslu, 197^; /12/ JÍLEK,R., PRO^xiÁZí^, H., KOiÍNiK, J., KUHit.I., Závěrečné zpráva VÚVL Brno /1967/; /13/ JÍLiiK,fí.,KUHR, I., K0-ÍH2K, J., PHOCKrtSKň, H., Závěrečná zpráva VÚVL Brno /1968/; [/14/ JÍLEK, R., PROCHÁZKA,H., KOÍ1ÍIKK,J., KUHií, I., Závěrečné zpráva VÚVL Brno /1969/; j/15/ JÍLSK, R., KARILÄNOVX,V., PROCHÁZKA, H., KUHR, I., FUSKA,J., Závěrečná zpráva VÚVL Brno /1969/; i/16/ KAUZ^HN, W., In "The Mechanism of inzyse Action" Ъ.Ъ.'Лс л1гоу and В.Glass p. 70. Johns Uoplins Press, Baltimore /19?4/; /17/ KLOIZ, 1.2i., In "The Uechanisai of Enzyae Action" W.E.-c i^lroy and B.Glass p. 254, Johns Hopkins Press, Baltimore /1Э54/; /16/iOJHK,I.,JÍLiK,R., HAKTĽANOVÁ, V. t FUSKA.J., Záverečné zpráva VÚSÍ. Brn* /1970/; /19/IÍUZZARELLI, R.A.A., TOBBRIŇI,O., Talanta 16/1969/1571-1577; /20/ PROCHÁZKA, H., J Í L U K , R. , STA^BJSRG.K., HUl-Ск, P., iú^ZZix.J., SLOVÁK, Z., Závěrečné zpráva VÚVL Brno /1971/; /21/ RIZZA.V., KORKF£LD, J . J . , J . gen. Uicrobiol.^g /1969/ 307;
/ 2 2 / ECTiIST£IN,Ä., URí^BŽSS.C., J . . c e l l / c o m p . P h y s i ó l . $L /1948/ 247-259; / 2 3 / SCATCiftKD,G., HUGHES,ií.L., GUPJ5, Ŕ.F..K., WILCOX.F.S., In "Chenical S p e c i f i c i t y in Biological Interactions", p.193, A c Press, N.Y. /1954/; /24/ ŽTA^BSRG, К., НиЬЯК.Р., PK0ĽHÍ2KA, H.., JÍLEK, R., Záverečné zpráva iitP^-výzlcum /1969/; /25/ SlAi3ERG,K., Baferát Vysoké Tatry: Základní aspekty aplikace biosorbentů ne basi mycelií hub ktsene P e n i c i l l i u a chrysogenum /197^/} /2b/ TA32K,1B.A., Appl. äicrobiol. 12 /1964/ 321-3*г6; /27/ TANFOED, C , J. Phys. СЬел. %X /1955/ 78&; /28/ TP.OY, F.A., KOFFLZR, H., J . b i o l . cbem. 244 /1969/ 5^63-5576; /29/ VALLii^, B.L., Advances in Protein Chec. 10. /195з/ 318.
- 29 -
Základní aspekty aplikace biaaerbmtu м Ъав! Bycelií bub keeae Penicillin
S. Staeberg*» B. Jllék++, H. pp^chárica**, J.Katsar
t Zbraalav n/flte fÚVL, ČAZ, S n e 8BK, Praha
{.Úvod. Pod pojmem bioeorbenty na basi mycelia kmene P.ebrysogenua rozumíme látky připravené zpevněním osušeného odpadního mycelia. Cílem operace zpevnění je předevSím oioaorbent s vyhovujícími mechanickými vlastnostmi} jô však principielně možné, způsobem zpevnění» ta j o pracovním postupem a druhem zpevňujících komponent, ovlivňovat do určité míry vlastnosti výsledného pro&uctu» Základní složkou biosorbentů zůstává lycelium, byt během spevňovací operace dochází k jeho částečnému rozpouštění a degradaci» Tete vyplývá z porovnání základních sorpSalch vlastností nezpevněné biomasy se zpevněnou» Je také palmo, Že během zpevňování, na pře s mocovino-foraaldehydovou a reaorcin-formaldebydovoa pryskyřicí, se převážně rozpouštějí balastaí aložky / z hlediska retenční schopnosti na př» pro uran/ a Se vzrůftá procentický obsah proteinů, hexosaminů a polysacharidu, t. j o složek schopných retence na př» těžkých kovů a kovů alkalických zemin. Konkrétně jsme zjistili, Se v nezpevněném myceliu je obsaženo cca 2996 proteinů +' hexosaminů + polysacharidu, ve zpevněném močovino-rormaldehydovou pryskyřicí cca 605Б a zpevněné» resorcin-formaldehydovon pryskyřicí cca 64S. Funkce zpevňujících komponent spočívá «řejmě ve vytváření tro jreiairnéhe nerozpuetnéhe nosnéh*
- 31 -
skeletu prostupujícího hmotu mycelia. Protož* тоак 1c urSitému zpevnění dojde i působení» na př„ pouze formaldehydu, je možno ее právem domnívati Se zpevncv» jící skelet je propojen chemickými vazbami e myceliem. lim také lze vysvětlit efektivitu operace samotné i výše zmíněné relativní zvýšení obsahu proteinů, hexosaminů a delších buněčných komponent, které jsou vzájemně "siloveny" /včetně močoviny, resp. resorcinu/ reakcí s fořmaldehydem» Selektivita biosorbentů jako celka je prota pře° devším dána složkami typu proteinů, hexDsaminů a poly= sacharidů. Zpevňující skelet,resp. jeho složky, ovlivňuje mechanické vlastnosti, zřejmě таек i porositu a v některých případech i vlastnosti retenční* 2. Mechanismy ratenceo Problematika mechanismu retetce, obecně vzato, souvisí v podstatě s druhem funkční nfcupiny /aktivní» ho centra/, která ae na retenci podílí. Je proto zřejmé, Se retence na námi sledovaných oiosorbentech je z hlediska mechanismu retence složitým procesem, jehož vy=« světlení je značně náracnf. N a še dosavadní výsledky nasvědčují tomu, že retence, na př» těžkých kovů, kovů aklalicgých. zemin a alkalických kovů, probíhá kombinací ,nebo jedním z cháni amů; a/ výmeny iontů, b/ tvorby chelátů, c/ serpčně-srážecím mechanii
O prvých dvou mechanismech, uvedených sub a/ a b/, nepokládáme za nutné ae zde blíže zmiňovat, protože jaoa znány především v eouvisloeti a výměnou iontu na icnexech, e komplexní iontů chelátotvoroýai činidly i aa U z v » chelátových pryskyřicích. Snad jen tolik, že к výměně iontů dochází hlavně při retenei alkalických kovů а к tvorbě chelátů při retenei předevSim těžkých kovů. Za zajímavější považujeme však mechanismus sorpSaě-srážeeí, pomocí kterého ai vysvětlijeme,při ur5.itýeh podailakéch,na př. retenei
Tla, uranu a ji-
ných složek z odpadních vod. Způsob čištění odpadních vod, založený na tomto eorpčně-aréžecím mechanismu, spojuje výhody dvou základních čistících eventuelně dekontaminačhích postupů, a to sorpce /coS je regenerovat elnoet, jednoduchost technologického postupu/ a srážení, případně apolueréžeaí /což je zpravidla vysoká dekontaminačnl účinnÔ8t/o Konkrétni postup spočívá v regeneraci bioaorbenta, jehož terminálni skupiny proteinů, hexBsaminů a jiných biopolyoerů mají chelátotverné i výměnné vlastnosti, cca O,UI rozteky na př o FeCO.3> BaClj, Fb/№>^/2 a dalSích. Přitom do= chůzí к retenei kationtu v takové míře, Že výsledná koncentrace ve fázi biosorbentu se pohybuj* okolo 0,5-1,011/kg, respo fftZ-^jJeuAitTo Kentaktovánik rege nerovanéht a promytého biosorbentu s vodou určenou к dekontaminaci, nejlépe v koleni в pevný* ložem,
difunduji к povrchu do fáze bioeorbentu. aniohické a kationické složky. Siky. poměrně vysoké koncentraci kationtů na př. P b 2 + , B a 2 + , Fe^4" ve fázi biosorbentu a sorpční schopnosti biosorbentu pro elektrolyty /anionické složky jsou otošem poutány podstatně slaběji než kationické a lze je odstranit prosytím 8 vodou/, je výslednicí styku postupná tvorba mikrokrystalické sráženiny uvnitř pórů i na povrchu biosorbentu, na př. Fe/OHA, BaSC., PbCG- a pod,; Zpravidla není nutné do-, dávat anionické srašeninotvorné složky, na př. SO, , CO, ,
HCOT,
OH a j« - avažujeme-li sorpčně-Bpolu-
srátecí mechanismus /vhodný na př, к odstraňování .
QQ
.
,
2
Ha,
v
Sr a pod./ - do dekontaminované vody, nebot k tomu, aby byl překročen příslušný součin rozpustnosti, postačí koncentrace těchto 6ložekvsamotné dekontaminované vodě. Sledujeme-li odstraňování anionickýóh složek jako takových, na př. jodidů, jodičnanů, síranů a chloridu a pod., potom volíme regenerační činidlo takové, jehož kationická složka vytváří s příslušným vfc
•
•
.
.
anionem málo rozpustné eraženiny; i zde příznivě působí poměrně vysoká koncentrace katioňu ve fázi biosorbentu. Významným momentem sorpčně-srážecího
mechanismu,
který ovšem nemusí existovat během výše zmíněných čistících a dekontaminačních operaci v "čisté formě1) « může se současně ha retenci podílet i mechanismus výměnný, případně jiný, je bezpochyby vznik* současná
..34 -
fixace sraženiny, případně spolusraženiny, uvnitř i na povrchu biosorbentu, coS řeší problémy spojené ее separací "spolueraženin" od dekontaminované vody, a to způsobem technicky relativně velmi dobře schůdným. Po "nasycení" veatvy biosorbentu následuje eluce spojená s rozpouštěním sraženiny» Volba elucaího, .?espo rozpouštěcího činidla je především daná chemickým složením sraSeniny» Zajímavá je v této souvislosti ta skutečnost, že použitím činidla dostatečně nízké koncentrace se odstraní pouze sraženina a nikoliv zbývající eraženinotvoraé kat ionty, které zůstávají pod touto "barierau" se araženiny zřejmě vázány na funkčních skupinách biosorbenta» Po "elaci" pak může následovat ihned sorpčně-srážecí operace s tím, 2e regenerace se provádí každý třetí aS pátý cyklus. 3* Aspekty aplikace biosorbentu. Z důvodů možné realieaee retence kationických složek výměnným a chelátotvorným mechanismem /analógia sa slabě kyselými katexy a t.zv. «helátovými pryskyřicemi/ i retence kationických, anioniekých i koloidních slelek mechanismem sorpčne-arážecía, ma-" jí biosorbenty víee-eéně universální použitelnost« Z tohato hlediska přicházejí v úvahu předevěím aplikace při dekontaminaci radioaktivních vad abecně, t . j . na př.í vad odpadajících při těžbě a zpraeavéní radioaktiTOÍeh aure/iu, ved saaařaayeb na př o fcaree-
| 1 li |
- 35 nimi a štěpnými zplodinami, které odpadají, resp. je nutno je čistit, v souvislosti в provozování* jaderae-energetických zařízení a pod» Oblast použití biosorbentů lze ovšem rozSiřit i na nejadernou problematiku. Také sde přichází v úvahu využití zmíněných základních retenčních aeehanismu, j
t.j. výmenného, chelátotvoraého a sorpcně-aráSecího, které poskytují možnost vypracování způsobů, čistění odpadních vod různého druhu, případně i technologických roztoku. V této souvislosti se jeví technicky i ekonomicky zvláště zajímavé použiti pro odstraňováni na př. kyanidů, areeniSnanu, halogenidů * j o з hy° gienického hlediska více či méně nežádoucích složek.
