Biosorption combined with lipid production and growth inhibition of copper on the microalgal Pediastrum sp.

Khả năng hấp thu kết hợp với tích lũy sản phẩm lipid và ức chế sinh trưởng của đồng trên vi tảo lục Pediastrum sp.

  • Thanh Luu Pham Institute of Tropical Biology, Vietnam Academy of Science and Technology (VAST), 85 Tran Quoc Toan St., District 3, Ho Chi Minh City, Vietnam; Graduate University of Science and Technology, Vietnam Academy of Science and Technology (VAST), 18 Hoang Quoc Viet Street, Cau Giay District, Hanoi, Vietnam
Keywords: wastewater treatment, biodiesel, heavy metals, bioremediation, copper, Pediastrum sp.

Abstract

The contamination of heavy metals in surface waters is an environmental concern due to their persistence and non-degradation that poses a risk to the ecosystem and human health. Microalgae have been known for their ability to remove metals from wastewater and to produce biodiesel. In this study, the copper (Cu) stress on the growth and lipid contents of the green microalgal Pediastrum sp. were evaluated along with the removal capacity. The green microalga was grown in a culture medium with the presence of copper at concentrations of 0, 0.1, 0.5, 2, 5 and 15 mg/L for one week. Results indicated that the growing tolerance levels of Pediastrum sp. in the presence of copper up to 2 mg/L and Cu inhibited the algal growth with the 96h-EC50 value of 6.67 mg/L. However, the Pediastrum sp. showed a promising metal removal efficiency. Cu removal was from 83 to 95% by Pediastrum sp. with an initial concentration of Cu less than 2 mg/L. The presence of a low level of Cu increased the lipid yield up to 18%, but a high concentration of Cu has resulted in low removal efficiencies and decreasing lipid accumulation. The present study suggested the potential of employing green microalgae for wastewater treatment and biodiesel.

Ô nhiễm kim loại nặng trong nước mặt đang là vấn nạn môi trường ở nhiều quốc gia bởi vì kim loại nặng tồn tại lâu, khó có khả năng phân hủy và gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Vi tảo từ lâu được biết đến vì có khả năng loại bỏ kim loại nặng trong nước thải đồng thời tích lũy lipid cho sản xuất nhiên liệu sinh học. Trong nghiên cứu này khảo sát các tác động của đồng (Cu) như ức chế tăng trưởng, ảnh hưởng lên hàm lượng lipid tích lũy, khả năng loại bỏ kim loại cũng nhưhàm lượng kim loại tích lũy trong nội bào lên vi tảo lục Pediastrum sp. Vi tảo lục được phơi nhiễm với Cu ở các nồng độ 0, 0,1, 0,5, 2, 5 và 15 mg/L trong thời gian 1 tuần ở điều kiện phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy vi tảo lục Pediastrum sp. có khả năng chống chịu với Cu ở ngưỡng nồng độ nhỏ hơn 2 mg/L. Nồng độ gây ức chế sinh trưởng 50% sau 96h (96h-EC50) là 6,67 mg/L. Pediastrum sp. cho thấy có khả năng loại bỏ hiệu quả Cu ở ngưỡng nồng độ thấp hơn 2 mg/L với khả năng loại bỏ Cu lên đến 95%. Ở nồng độ Cu 0,1 và 0,5 mg/L cũng cho thấy gia tăng hàm lượng lipid 18% so với lô đối chứng, tuy nhiên khả năng loại bỏ kim loại Cu và hàm lượng lipid tích lũy giảm đi đáng kể khi Cu đồng ở ngưỡng 5 mg/L và 15 mg/L. Nghiên cứu này cho thấy có thể sử dụng vi tảo Pediastrum sp. để xử lý ô nhiễm Cu ở nồng độ thấp và thu hồi lipid cho sản xuất nhiên liệu sinh học.

Published
2019-06-30
Section
Research articles