Biosorption
Définition
La biosorption est un processus rapide indépendant de l'énergie sur lequel les matériaux biologiques ou les biopolymères agissant comme absorbants ont la capacité d'éliminer les polluants, tels que les métaux lourds des eaux usées, par des voies d'absorption métaboliques ou physico-chimiques.
Schéma du mécanisme de biosorption :
Représentation schématique du processus de biosorption.
Explications
La biosorption est la capacité des matières biologiques à accumuler des métaux lourds provenant des eaux usées par des voies d'absorption métaboliques (par l'utilisation de l'ATP) ou physico-chimiques spontanées (sans se faire au détriment de l'ATP), ou comme propriété de certains types de biomasse microbienne inactive et non vivante qui lient et concentrent les métaux lourds à partir de solutions aqueuses même très diluées.
La biosorption est un processus qui utilise des matières biologiques comme adsorbants, et cette méthode a été étudiée par plusieurs chercheurs comme technique alternative aux méthodes conventionnelles d'élimination des métaux lourds des eaux usées.
La biosorption comprend plusieurs mécanismes, principalement l'échange d'ions, la chélation, l'adsorption et la diffusion à travers les parois cellulaires. Ces mécanismes passifs peuvent avoir lieu au niveau cellulaire et au niveau de la communauté microbienne. Le mode actif d'absorption et de concentration des métaux est appelé bioaccumulation. Ce processus dépend du métabolisme cellulaire.
Technique
La biosorption est essentiellement une technique d'adsorption utilisant des biomatériaux (par exemple des micro-organismes, de la biomasse). Il est utilisé pour éliminer les traces d'éléments toxiques et radioactifs des eaux usées. Les avantages de la biosorption comprennent la rentabilité et une capacité de sorption comparable à celle des adsorbants commercialisés, ainsi que le recyclage de la biomasse (le cas échéant).
La classification la plus générale des absorbants de biomasse comprend deux groupes : les biomasses mortes et vivantes. Les avantages de la biomasse morte incluent son aptitude à de longs cycles de biosorption/désorption et l'absence de dépenses/limitations liées au maintien de la vie des organismes vivants.
La biosorption a fait l'objet d'une grande attention ces dernières années en raison des divers avantages qu'elle offre en matière d'assainissement de l'environnement. La biosorption est efficace pour éliminer les polluants organiques persistants, les pesticides, les produits pharmaceutiques, les colorants, les métaux lourds, etc.
Le processus de biosorption s'avère plus rentable que les autres techniques conventionnelles, mais comme l'évaluation des coûts dépend de divers facteurs, notamment le type de biosorbant, la généralisation liée au coût est difficile à évoquer.
De nombreuses recherches sont nécessaires pour comprendre la faisabilité du processus de biosorption et le comportement des biosorbants sous différents paramètres de température, pH, taille des particules, charge polluante, etc.
Pourtant, la disponibilité abondante de biomasse dans l'écosystème facilite l'utilisation de biomatériaux. et la biosorption offre de nombreuses possibilités d'applications et d'exploration futures.
Élimination des métaux lourds
De nombreux micro-organismes phototrophes oxygénés ont la capacité d'absorber ou d'accumuler les métaux d'une manière ou d'une autre, et il existe un potentiel considérable pour l'application de biofilms d'algues dans la détoxification des eaux usées polluées par des métaux lourds. Les polysaccharides extracellulaires chargés négativement à des niveaux de pH élevés générés par la photosynthèse oxygénée peuvent expliquer les propriétés de liaison aux métaux des biofilms phototrophes.
Il a été montré que les gaines de mucilage isolées des cyanobactéries Microcystis aeruginosa et Aphanothece halophytica présentent une forte affinité pour les ions de métaux lourds tels que le cuivre, le plomb et le zinc. En plus de la biosorption et de la bioaccumulation, le pH élevé à l'intérieur des biofilms photosynthétiquement actifs peut favoriser l'élimination des métaux par précipitation.
Les principaux avantages de l'élimination des métaux par biosorption comprennent le faible coût et la grande efficacité de l'élimination des métaux lourds des solutions diluées. Cependant, afin de ne pas simplement déplacer la pollution par les métaux lourds, il faudra développer des méthodes permettant d'extraire facilement les métaux lourds de la biomasse.
Synonymes, antonymes
1 synonyme (sens proche) de "biosorption" :
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