1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российские нанотехнологии
  4. T. 18, № 3, 2023

Российские нанотехнологии, 2023, T. 18, № 3, стр. 327-336

Оценка потенциала использования микроводорослей рода Desmodesmus для биоремедиации загрязнений воды наночастицами TiO2

С. П. Чеботарева 1, *, О. В. Захарова 1, 2, 3, П. А. Баранчиков 1, Е. А. Колесников 2, А. А. Гусев 1, 2, 3

1 Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина
Тамбов, Россия

2 Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”
Москва, Россия

3 Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова
Москва, Россия

* E-mail: sweta-chebotarjova@yandex.ru

Поступила в редакцию 10.01.2023
После доработки 10.01.2023
Принята к публикации 17.03.2023

Аннотация

Возрастающий спрос на продукты, произведенные с использованием нанотехнологий, способствует масштабному увеличению синтеза наноразмерных материалов и поступлению их в водную среду. Наночастицы (НЧ) TiO2 в качестве микрополлютантов водной среды воздействуют на многие живые организмы, оказывая, как правило, негативные эффекты. Микроводоросли имеют доказанную эффективность в области биоремедиации, что делает их потенциальным агентом для биоудаления НЧ из сточных вод. Проведена оценка способности микроводорослей рода Desmodesmus к биоаккумуляции НЧ TiO2, а также определена степень устойчивости клеток микроводоросли к воздействию экологически значимых концентраций данных НЧ. Использовались сферические НЧ TiO2 размером 30–40 нм. Методом проточной цитометрии обнаружено, что НЧ TiO2 в концентрациях 10, 100 и 1000 мкг/л не оказывали значимого влияния на жизнеспособность клеток микроводоросли и уровень окислительного стресса. НЧ в концентрации 1000 мкг/л повышали содержание фотосинтетических пигментов на 18–33% на 13-е сутки эксперимента. Desmodesmus sp. оказалась относительно устойчивой культурой к воздействию НЧ, методом ICP-MS выявлено повышенное бионакопление титана клетками микроводоросли в экспериментальных группах. Все это указывает на значительный потенциал Desmodesmus sp. для удаления наноструктурных поллютантов из водной среды.

Список литературы

  1. Mueller N.C., Nowack B. // Environ. Sci. Technol. 2008. V. 42. P. 4447. https://doi.org/10.1021/es7029637

  2. Chen X., Mao S.S. // Chem. Rev. 2007. V. 107. P. 2891. https://doi.org/10.1021/cr0500535

  3. Chen D., Huang F., Cheng Y.B., Caruso R.A. // Adv. Mater. 2009. V. 21. P. 2206. https://doi.org/10.1002/adma.200802603

  4. Ozkaleli M., Erdem A. // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2018. V. 15. P. 416. https://doi.org/10.3390/ijerph15030416

  5. Robichaud C., Uyar A.E., Darby M.R et al. // Environ. Sci. Technol. 2009. V. 43. P. 4227. https://doi.org/10.1021/es8032549

  6. Kaegi R., Ulrich A., Sinnet B. et al. // Environ. Pollut. 2008. V. 156. P. 233. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2008.08.004

  7. Hu J., Wang J., Liu S. et al. // J. Environ. Sci. 2018. V. 66. P. 208. https://doi.org/10.1016/j.jes.2017.05.026

  8. Wang Y., Zhu X., Lao Y. et al. // Sci. Total Environ. 2016. V. 565. P. 818. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.03.164

  9. Schiavo S., Oliviero M., Miglietta M. et al. // Sci. Total Environ. 2016. V. 550. P. 619. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.01.135

  10. Miao A.J., Luo Z., Chen C.S. et al. // PLoS One. 2010. V. 5. P. 15196. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0015196

  11. Hund-Rinke K., Baun A., Cupi D. et al. // Nanotoxicology. 2016. V. 10. P. 1442. https://doi.org/10.1080/17435390.2016.1229517

  12. Kulacki K.J., Cardinale B.J. // PLoS One. 2012. V. 7. P. 47130. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0047130

  13. Middepogu A., Hou J., Gao X., Lin D. // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2018. V. 161. P. 497. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.06.027

  14. Li Z., Juneau P., Lian Y. et al. // Plants (Basel). 2020. V. 9. P. 1748. https://doi.org/10.3390/plants9121748

  15. Bameri L., Sourinejad I., Ghasemi Z., Fazelian N. // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2022. V. 29. P. 30427. https://doi.org/10.1007/s11356-021-17870-z

  16. Gottschalk F., Sun T., Nowack B. // Environ. Pollut. 2013. V. 181. P. 287. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2013.06.003

  17. Kiser M.A., Westerhoff P., Benn T. et al. // Environ. Sci. Technol. 2009. V. 43. P. 6757. https://doi.org/10.1021/es901102n

  18. Morelli E., Gabellieri E., Bonomini A. et al. // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2018. V. 148. P. 184. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2017.10.024

  19. Kulacki K.J, Cardinale B.J., Keller A.A. et al. // Environ. Toxicol. Chem. 2012. V. 31. P. 2414. https://doi.org/10.1002/etc.1962

  20. Peng C., Zhang W., Gao H. et al. // Nanomaterials. 2017. V. 7. P. 21. https://doi.org/10.3390/nano7010021

  21. Gusev A.A., Zakharova O.V., Vasyukova I.A. et al. // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2021. V. 76. P. 165. https://doi.org/10.3103/S0096392521040039

  22. Plappally A., Lienhard J.H. // Renew. Sust. Energ. Rev. 2012. V. 16. P. 4818. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.05.022

  23. Rempel A., Gutkoski J.P., Nazari M.T. et al. // Sci. Total Environ. 2021. V. 772. P. 144918. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144918

  24. Solovchenko A., Gorelova O., Selyakh I. et al. // Mar. Biotechnol. 2014. V. 16. P. 495. https://doi.org/10.1007/s10126-014-9572-1

  25. Solovchenko A., Gorelova O., Selyakh I. et al. // Algal Res. 2015. V. 11. P. 399. https://doi.org/10.1016/j.algal.2015.04.011

  26. Lobakova E.S., Selyakh I.O., Semenova L.R. et al. // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2016. V. 74. P. 284. https://doi.org/10.3103/S009639251602005X

  27. Stanier R.Y., Kunisawa R., Mandel M., Cohen-Bazire G. // Bacteriol. Rev. 1971. V. 35. P. 171. https://doi.org/10.1128/br.35.2.171-205.1971

  28. De Marchi L., Coppola F., Soares A.M. et al. // Environ. Res. 2019. V. 178. P. 108683. https://doi.org/10.1016/j.envres.2019.108683

  29. Solovchenko A.E., Merzlyak M.N., Khozin-Goldberg I. et al. // J. Phycol. 2010. V. 46. P. 763. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.2010.00849.x

  30. Murchie E.H., Lawson T. // J. Exp. Bot. 2013. V. 64. P. 3983. https://doi.org/10.1093/jxb/ert208

  31. Sarı A., Tuzen M. // J. Hazard. Mater. 2008. V. 6. P. 302. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.06.097

  32. Ababna H., Afkar E., Fathi A. // Am. J. Environ. Sci. 2010. V. 6. P. 230. https://doi.org/10.3844/AJESSP.2010.230.237

  33. Che X., Ding R., Li Y. et al. // Nanotoxicology. 2018. V. 12. P. 923. https://doi.org/10.1080/17435390.2018.1498928

  34. Lazár D. // Funct. Plant. Biol. 2006. V. 33. P. 9. https://doi.org/10.1071/FP05095

  35. Janani B., Al Farraj D.A., Raju L.L. et al. // J. Environ. Health Sci. Eng. 2020. V. 18. P. 1465. https://doi.org/10.1007/s40201-020-00561-1

  36. Jøsrgensen E.G. // Physiol. Plant. 1969. V. 22. P. 1307. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1969.tb09121.x

  37. Venzhik Y.V., Moshkov I.E., Dykman L.A. // Biol. Bull. 2021. V. 48. P. 140. https://doi.org/10.1134/S106235902102014X

  38. Zakharova O.V., Godymchuk A.Y., Gusev A.A. et al. // Biomed. Res. Int. 2015. V. 2015. P. 2206. https://doi.org/10.1155/2015/412530

  39. Bayade G., Rong Wu M., Massicotte R. et al. // Eng. Biomater. 2021. V. 159. P. 2. https://doi.org/10.34821/eng.biomat.159.2021.2-17

  40. Bell I.R., Ives J.A., Jonas W.B. // Dose Response. 2013. V. 12. P. 202. https://doi.org/10.2203/dose-response.13-025.Bell

  41. Stovbun S.V., Kiselev A.V., Zanin A.M. et al. // Bull. Exp. Biol. Med. 2012. V. 153. P. 455. https://doi.org/10.1007/s10517-012-1739-z

  42. Zhang A.P., Sun Y.P. // World J. Gastroenterol. 2004. V. 10. P. 3191. https://doi.org/10.3748/wjg.v10.i21.3191

  43. Hund-Rinke K., Simon M. // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2006. V. 13. P. 225. https://doi.org/10.1065/espr2006.06.311

  44. Gurr J.R., Wang A.S., Chen C.H., Jan K.Y. // Toxicology. 2005. V. 213. P. 66. https://doi.org/10.1016/j.tox.2005.05.007

  45. Wang F., Guan W., Xu L. et al. // Appl. Sci. 2019. V. 9. P. 1534. https://doi.org/10.3390/app9081534

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российские нанотехнологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал