ОХНМЭлектрохимия Russian Journal of Electrochemistry

  • ISSN (Print) 0424-8570
  • ISSN (Online) 3034-6185

Влияние ПАВ на функционирование штамма Micrococcus luteus 1-и в биотопливных элементах

Код статьи
10.31857/S0424857024090041-1
DOI
10.31857/S0424857024090041
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 60 / Номер выпуска 9
Страницы
627-635
Аннотация
Проанализирована работа биотопливных элементов (БТЭ) на основе штамма Micrococcus luteus 1-и при действии основных представителей различных групп поверхностно-активных веществ (ПАВ). Были испытаны цетилтриметиламмония бромида (катионоактивное ПАВ), твина-80 (неионогенное ПАВ), лаурилсульфат натрия (анионоактивное ПАВ). Показано, что цетилтриметиламмония бромид понижал электрические характеристики БТЭ в концентрациях от 10 мг/л, твин-80 – от 5 мл/л, лаурилсульфат натрия – от 100 мг/л. Сопоставление электрогенной активности бактерий в БТЭ с их жизнеспособностью и кинетикой окислительно-восстановительного потенциала анолита позволило сделать вывод, что снижение эффективности работы исследуемых БТЭ при действии ПАВ в испытанных диапазонах концентраций связано с их токсическим действием на микробные клетки.
Ключевые слова
биотопливный элемент Micrococcus luteus поверхностно-активные вещества генерирование электрического тока
Дата публикации
17.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
3

Библиография

  1. 1. Arora, J., Ranjan, A., Chauhan, A., Biswas, R., Rajput, V.D., and Sushkova, S., Surfactant pollution, an emerging threat to ecosystem: Approaches for effective bacterial degradation, J. Appl. Microbiol., 2022, vol. 133, р. 1229. https://doi.org/10.1111/jam.15631
  2. 2. Massarweh, O. and Abushaikha, A.S., The use of surfactants in enhanced oil recovery: A review of recent advances, Energy Reports, 2020, vol. 6, р. 3150. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.11.009
  3. 3. Sutormin, O.S., Kolosova, E.M., Torgashina, I.G., Kratasyuk, V.A., Kudryasheva, N.S., Kinstler, J.S., and Stom, D.I., Toxicity of Different Types of Surfactants via Cellular and Enzymatic Assay Systems, Int. J. Mol. Sci., 2023, vol. 24, р. 515. https://doi.org/10.3390/ijms24010515
  4. 4. Choi, Y., Jung, E., Park, H., Jung, S., and Kim, S., Effect of initial carbon sources on the performance of a microbial fuel cell containing environmental microorganism Micrococcus luteus, Korean Chem. Soc., 2007, vol. 28(9), p. 1591.
  5. 5. Chesnokova, A.N., Zakarchevsky, S.A., Zhdanova, G.O., and Stom, D.I., Electrochemical Parameters of Microbial Fuel Cells Based on the Micrococcus luteus Strain, New Ion-Exchange Membranes and Various Sugars, Russ. J. Electrochem., 2023, vol. 59, р. 660. https://doi.org/10.1134/S1023193523090057
  6. 6. Stom, D.I., Saksonov, M.N., Gavlik, E.I., Zhdanova, G.O., Sasim, S.A., Kazarinova, T. Ph., Tolstoy, M.Yu., and Gescher, J., Effect of Sodium Lauryl Sulfate on Sorption of Cells of the Electrogenic Bacterium Strain Micrococcus luteus on Carbon Cloth, Indian J. Microbiol., 2023, vol. 63, р. 50. https://doi.org/10.1007/s12088-023-01058-9
  7. 7. Kuznetsov, A.V., Khorina, N.N., Konovalova, E.Yu., Amsheev, D.Yu., Ponamoreva, O.N., and Stom, D.I., Bioelectrochemical processes of oxidation of dicarboxylic amino acids by strain Micrococcus luteus 1-I in a biofuel cell, IOP Conf Ser: Earth and Environ Sci, 2021, vol. 808, 012038. https://doi.org/10.1088/1755-1315/808/1/012038
  8. 8. Stom, D.I., Zhdanova, G.O., Kalashnikova, O.B., Bulaev, A.G., Kashevskii, A.V., Kupchinsky, A.B., Vardanyan, N.S., Ponamoreva, O.N., Alferov, S.V., Saksonov, M.N., Chesnokova, A.N., and Tolstoy, M.Yu., Acidophilic Microorganisms Leptospirillum sp., Acidithiobacillus sp., Ferroplasma sp. As a Cathodic Bioagents in a MFC, Geomicrobiol. Journal, 2021, vol. 38(4), р. 340, DOI: 10.1080/01490451.2020.1856980
  9. 9. Стом, Д.И., Жданова, Г.О., Юдина, Н.Ю., Алферов, С.В., Чеснокова, А.Н., Толстой, М.Ю., Купчинский, А.Б., Саксонов, М.Н., Закарчевский, С.А., Энхдул, Т., Францетти, А., Рахимнеджад, М. Комплексный биопрепарат “Доктор Робик” как биоагент для утилизации фитомассы водных растений в биотопливных элементах. Изв. вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. № 1 (40). С. 50. [Stom, D.I., Zhdanova, G.O., Yudina, N.Yu., Alferov, S.V., Chesnokova, A.N., Tolstoy, M.Yu., Kupchinsky, A.B., Saksonov, M.N., Zakarchevskiy, S.A., Enkhdul, T., Franzetti, A., and Rahimnejad, M., The “Doctor Robik 109” complex biopreparation as a bioagent for utilizing aquatic plant phytomass in biofuel cells, Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology (In Russian), 2022, vol. 12(1), p. 50.] https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-1-50-63
  10. 10. Grigorova, R. and Norris, J.R., Methods in Microbiology, 1990, vol. 22, 618 р.
  11. 11. Mushtaq, M., Al-Shalabi, E.W., and AlAmeri, W., A review on retention of surfactants in enhanced oil recovery: A mechanistic insight, Geoenergy Sci. and Engineering, 2023, vol. 230, 212243, https://doi.org/10.1016/j.geoen.2023.212243
  12. 12. Domracheva, L.I. and Simakova, V.S., Reactions of pro- and eukaryotic microorganisms to the action of synthetic surfactants (review) Theoret. and Appl. Ecology, 2018, №1, p. 5.
  13. 13. Tominaga, M., Ohmura, K., Ototani, Sh., and Darmawan, R., Accelerating electricity power generation and shortening incubation period of microbial fuel cell operated in tidal flat sediment by artificial surfactant anode modification, Biochem. Engineering Journal, 2022, vol. 185, 108536. https://doi.org/10.1016/j.bej.2022.108536
  14. 14. Pasternak, G., Askitosari, T.D., and Rosenbaum, M.A., Biosurfactants and synthetic surfactants in bioelectrochemical systems: a mini-review, Front. Microbiol., 2020, vol. 358. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00358
  15. 15. Zhang, Y., Jiang, J., Zhao, Q., Gao, Y., Wang, K., Ding, J., Yu, H., and Yao, Y., Accelerating anodic biofilms formation and electron transfer in microbial fuel cells: role of anionic biosurfactants and mechanism, Bioelectrochem., 2017, vol. 117, р. 48. https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2017.06.002
  16. 16. Zhang, Y., Jiang, J., Zhao, Q., Wang, K., and Yu, H., Analysis of functional genomes from metagenomes: revealing the accelerate electron transfer in microbial fuel cell with rhamnolipid addition, Bioelectrochem., 2018, vol. 119, p. 59. https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2017.08.010
  17. 17. Cheng, P., Shan, R., Yuan, H.-R., Deng, L., and Chen, Y., Enhanced Rhodococcus pyridinivorans HR-1 anode performance by adding trehalose lipid in microbial fuel cell, Bioresour. Technol., 2018, vol. 267, p. 774. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.08.006
  18. 18. Naik, S. and Jujjavarapu, S.E., Enhanced bioelectricity generation by novel biosurfactant producing bacteria in microbial fuel cells, Environ. Technol. Innov., 2021, vol. 23, 101665. https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.101665
  19. 19. Hwang, J.-H., Kim, K.-Y., Resurreccion, E.P., and Lee, W.H., Surfactant addition to enhance bioavailability of bilge water in single chamber microbial fuel cells (MFCs), J. Hazardous Mater., 2019, vol. 368, p. 732. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.02.007
  20. 20. Wen, Q., Kong, F., Ma, F., Ren, Y., and Pan, Zh., Improved performance of air-cathode microbial fuel cell through additional Tween 80, J. Power Sources, 2011, vol. 196(3), p. 899. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.09.009
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека