Биосорбция грибами — альтернатива для решения проблемы загрязнения водных растворов тяжёлыми металлами

Удаление тяжёлых металлов из окружающей среды, особенно из сточных вод, постепенно переходит от традиционных методов к биосорбции — связыванию и концентрированию определённых ионов тяжёлых металлов или других молекул на биологическом материале. Хотя большинство исследований биосорбции посвящено металлам и связанным с ними загрязнителям, включая радионуклиды, сейчас этот термин применяют также к твёрдым частицам и органическим загрязнителям всех типов. Такие загрязнители могут находиться в газообразной, растворимой или нерастворимой форме. Биосорбция — физический процесс, протекающий посредством таких механизмов, как ионный обмен, поверхностное комплексообразование и осаждение. Эта способность присуща как живым, так и погибшим организмам и их компонентам; биосорбцию считают перспективной биотехнологией для удаления загрязнителей из растворов. Для биосорбции металлов испытывали различные виды биомассы, в том числе растительное сырьё (кору деревьев, шелуху арахиса, опилки, сорные растения и др.), и получили обнадёживающие результаты. В настоящем обзорном исследовании основное внимание уделено способности грибной биомассы сорбировать тяжёлые металлы. Подробно описаны сорбционные свойства грибных биосорбентов и механизм их действия, что позволяет объяснить избирательность связывания тяжёлых металлов. Рассмотрены строение грибной клетки и её клеточной стенки с точки зрения удержания металлов. Проанализированы факторы, влияющие на пассивное поглощение загрязнителей. Обсуждаются механизмы связывания, в том числе основные функциональные группы, участвующие в этом процессе. Для оценки возможностей практического применения необходимо количественно характеризовать взаимодействие металлов с биомассой; поэтому в обзоре рассматриваются изотермы и кинетика сорбции, а также модели, используемые для описания сорбции грибными биосорбентами. Несмотря на стремительный рост числа публикаций о биосорбции, её промышленное применение остаётся крайне ограниченным или отсутствует. Обсуждаются современное состояние и перспективы промышленного применения биосорбции. Также представлен систематический сравнительный обзор литературы о способности грибной биомассы связывать металлы в различных условиях. Проанализированы проблемы, связанные с биосорбцией грибами, и предложены возможные пути их решения. В статье обобщены достижения и современное состояние технологии биосорбции грибами; авторы надеются, что обзор поможет определить направления дальнейших исследований.