Adsorbent effect of Chlorella vulgaris and Scenedesmus sp. (Chlorophyta) for the removal of some heavy metals and nutrients

Bazı ağır metal ve nutrient gideriminde Chlorella vulgaris ve Scenedesmus sp. (Chlorophyta)'nin adsorbent etkisi

Abstract

Objective: The aim of present manuscript is to evaluate the efficiency of two microalgae strains -Chlorella vulgaris and Scenedesmus sp- in removal of some inorganic nutrients and heavy metals.Methods: For this aim the green microalgae (Chlorophyta), grown in controlled laboratory conditions, were used as biosorbent for the removal of six different concentrations of Antimony (Sb3+), Manganese (Mn2+), Copper (Cu2+), Nickel (Ni2+), Phosphate (PO43-) and Nitrate (NO3-) which are prepared in aqueous solutions at conc. 0.1-1 mM for PO43-; 5-30 mM for NO3-; 2,5-100 ppm for heavy metals. Besides, the effects of heavy metals and inorganic nutrients on the cell's total carbohydrate and chlorophyll a-b content were investigated during 24 hours exposure.Results: According to the results, the average removal efficiency of Phosphate, Nitrate, Antimony, Manganese, Copper and Nickel on C. vulgaris biomass was determined 95.91%, 21.63%, 28.64%, 49.41%, 33.38% and 29.96% while 98.15%, 14.28%, 10.05%, 8.52%, 30.18% and 20.62% on Scenedesmus sp. cells, respectively. On the other hand, the average adsorption capacities of Sb3+, Mn2+, Cu2+, Ni2+, PO43- and NO3- ions were confirmed 0.18, 0.38, 0.28, 0.15, 1.18 and 9.30 mg g-1 by C. vulgaris Conclusion: Result of this study suggests that Chlorella vulgaris and Scenedesmus sp. have a remarkable abilityon removal of excessive nutrients and heavy metals at laboratory conditions.

Özet

Amaç: Mevcut çalışmanın amacı bazı inorganik besin ve ağır metallerin uzaklaştırılmasında iki mikroalg suşunun-Chlorella vulgaris ve Scenedesmus sp- etkinliğini değerlendirmektir.Metod: Bu amaç için, kontrollü laboratuar koşullarında yetiştirilen yeşil mikroalgler (Chlorophyta), Fosfat 0.1-1 mM; Nitrat 5-30 mM; Ağır metaller 2,5-100 ppm'lik sulu çözeltilerde 6 farklı konsantrasyonda hazırlanan Antimon (Sb+3), Mangan (Mn+2), Bakır (Cu+2), Nikel (Ni+2), Fosfat ve nitratın (NO3-) gideriminde biyosorbent olarak kullanılmıştır. Ayrıca, 24 saatlik deney süresince ağır metal ve nutrientlerin hücrelerin total karbonhidrat ve klorofil a-b içeriği üzerine etkisi araştırılmıştır.Bulgular: Analiz sonuçlarına göre, C. vulgaris bioması tarafından fosfat, nitrat, antimon, mangan, bakır ve nikelin giderim verimliliği sırasıyla %95.91, %21.63, %28.64, %49.41, %33.38 and %29.96 olarak belirlenirken Scenedesmus sp. hücrelerinde %98.15, %14.28, %10.05, %8.52, %30.18 and %20.62 olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte, Sb+3, Mn+2, Cu+2, Ni+2, PO4-3 ve NO3- iyonlarının C. vulgaris bioması tarafından ortalama adsorbsiyon kapasitesi sırasıyla 0.18, 0.38, 0.28, 0.15, 1.18 ve 9.30 mg g-1 ve Scenedesmus sp. bioması tarafından 2.99, 0.96, 11.50, 11.33, 0.75 ve 4.56 mg g-1 olarak saptanmıştır.Sonuç: Çalışmanın sonucunda Chlorella vulgaris ve Scenedesmus sp. nin laboratuvar şartlarında aşırı nutrient ve ağır metal giderimi üzerinde olağanüstü bir yeteneğinin olduğunun kabul göreceğini düşündürmektedir.