Digitální knihovna UPCE přechází na novou verzi. Omluvte prosím případné komplikace. / The UPCE Digital Library is migrating to a new version. We apologize for any inconvenience.

Publikace:
Modified Zeolite-Supported Biofilm in Service of Pesticide Biodegradation

Článekopen accesspeer-reviewedaccepted version (postprint)
dc.contributor.authorGorodylova, Nataliia
dc.contributor.authorMichel, Caroline
dc.contributor.authorSeron, Alain
dc.contributor.authorJoulian, Catherine
dc.contributor.authorDelorme, Fabian
dc.contributor.authorBresch, Sophie
dc.contributor.authorGarreau, Catherine
dc.contributor.authorGiovannelli, Fabien
dc.contributor.authorMichel, Karine
dc.date.accessioned2022-06-03T12:28:34Z
dc.date.available2022-06-03T12:28:34Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractThe development of biofilms on modified natural zeolites was investigated with purpose to obtain biocomposites with biodegradation activity towards pesticides MCPA (2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid) and glyphosate (N-(phosphonomethyl)glycine) for potential application in bioaugmentation of polluted agricultural soils. Microbial communities were selected from agricultural pesticide-contaminated soil/water samples and enriched on the basis of their ability to biodegrade the pesticides. In order to enhance affinity of microbial communities to the support material, the natural mineral zeolite was modified by nontoxic environmentally friendly cations (Li+, Na+, K+, NH4+, H+, Mg2+, Ca2+, Fe3+) by methods preserving its structure and characterised using powder XRD, surface area measurement and chemical composition analysis. Kinetics of pesticide degradation by the biocomposites was studied in liquid media. Results showed that according to zeolite modifications, the microbial activity and biodiversity changed. The best biodegradation rate of MCPA and glyphosate reached 0.12-0.13 mg/h with half-life of 16-18 h, which is considerably quicker than observed in natural environment. However, in some cases, biodegradation activity towards pesticides was lost which was connected to unfavourable zeolite modification and accumulation of toxic metabolites. High-throughput sequencing on the 16S rRNA genes of the biofilm communities highlighted the selection of bacteria genera known to metabolise MCPA (Aminobacter, Cupriavidus, Novosphingobium, Pseudomonas, Rhodococcus, Sphingobium and Sphingopyxis) and glyphosate (Pseudomonas). Altogether, results suggested that zeolites do not only have a passive role of biofilm support but also have protective and nutrient-supportive functions that consequently increase biodiversity of the pesticide degraders growing in the biofilm and influence the pesticide biodegradation rate.eng
dc.description.abstract-translatedByl zkoumán vývoj biofilmů na modifikovaných přírodních zeolitech za účelem získání biokompozitů s biodegradační aktivitou vůči pesticidům MCPA (2-methyl-4-chlorofenoxyoctová kyselina) a glyfosátu (N-(fosfonomethyl)glycin) pro potenciální aplikaci v bioaugmentaci znečištěných zemědělských půd. Mikrobiální společenstva byla vybrána ze vzorků půdy/vody kontaminované zemědělskými pesticidy a obohacena na základě jejich schopnosti biodegradovat pesticidy. Pro zvýšení afinity mikrobiálních společenstev k nosnému materiálu byl přírodní minerální zeolit modifikován netoxickými ekologicky šetrnými kationty (Li+, Na+, K+, NH4+, H+, Mg2+, Ca2+, Fe3+) metodami zachovávajícími jeho strukturu a charakterizován pomocí práškové XRD analýzy, měření měrného povrchu a analýzy chemického složení. Kinetika degradace pesticidů biokompozity byla studována v kapalných médiích. Výsledky ukázaly, že podle modifikací zeolitu se měnila i mikrobiální aktivita a biodiverzita. Nejlepší biodegradační rychlost MCPA a glyfosátu dosáhla 0,12-0,13 mg/h s poločasem rozpadu 16-18 h, což je podstatně rychleji, než je pozorováno v přirozeném prostředí. V některých případech však došlo ke ztrátě biodegradační aktivity vůči pesticidům, což souviselo s nepříznivou modifikací zeolitu a akumulací toxických metabolitů. Vysoce výkonné sekvenování na genech 16S rRNA biofilmových komunit zdůraznilo výběr rodů bakterií, o kterých je známo, že metabolizují MCPA (Aminobacter, Cupriavidus, Novosphingobium, Pseudomonas, Rhodococcus, Sphingobium a Sphingopyxis) a glyfosát (Pseudomonasate). Celkově výsledky naznačují, že zeolit nemá pouze pasivní roli podpory biofilmu, ale má také ochranné a nutričně podpůrné funkce, které následně zvyšují biologickou rozmanitost degradátorů pesticidů rostoucích v biofilmu a ovlivňují rychlost biodegradace pesticidů.cze
dc.formatp. 45296-45316eng
dc.identifier.doi10.1007/s11356-021-13876-9
dc.identifier.issn0944-1344
dc.identifier.obd39886208
dc.identifier.scopus2-s2.0-85104785110
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10195/79293
dc.identifier.wos000640745800012
dc.language.isoeng
dc.peerreviewedyeseng
dc.publicationstatusaccepted version (postprint)eng
dc.publisherSpringereng
dc.relation.ispartofEnvironmental Science and Pollution Research, volume 28, issue: Aprileng
dc.relation.publisherversionhttps://link.springer.com/article/10.1007/s11356-021-13876-9
dc.rightsopen access (green)eng
dc.subjectbiodegradationeng
dc.subjectbiofilmeng
dc.subjectmicrobial communityeng
dc.subjectzeoliteeng
dc.subjectMCPAeng
dc.subjectglyphosateeng
dc.subjectbiodegradacecze
dc.subjectbiofilmcze
dc.subjectmikrobiální komunitacze
dc.subjectzeolitcze
dc.subjectMCPAcze
dc.subjectglyfosátcze
dc.titleModified Zeolite-Supported Biofilm in Service of Pesticide Biodegradationeng
dc.title.alternativeBiofilm podporovaný modifikovaným zeolitem sloužící k biologickému rozkladu pesticidůcze
dc.typeArticleeng
dspace.entity.typePublication

Soubory

Původní svazek

Nyní se zobrazuje 1 - 1 z 1
Načítá se...
Náhled
Název:
Article_ESPR.pdf
Velikost:
609.5 KB
Formát:
Adobe Portable Document Format
Popis: