Attività biologiche e potenziale di bioassorbimento delle alghe rosse (Corallina officinalis) per rimuovere il colorante verde malachite tossico

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 13836 (2023) Citare questo articolo

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Questa ricerca mira a utilizzare la Corallina officinalis ecologica come adsorbente per rimuovere i flussi dannosi di colorante verde malachite dagli effluenti industriali, promuovendo una vita sostenibile e un'efficace inibizione della crescita microbica. La biomassa di Corallina officinalis è stata testata per il bioassorbimento dei coloranti tessili, nonché per le sue proprietà antibatteriche, antiossidanti e citotossiche. Sono stati studiati gli effetti di alcuni parametri, riguardanti il ​​pH della soluzione, la concentrazione iniziale del colorante, la dose di alghe e il tempo di contatto, sull'assorbimento del colorante. Sono state utilizzate anche la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier e la microscopia elettronica a scansione e i risultati hanno mostrato che i gruppi funzionali sulla superficie delle alghe svolgono un ruolo importante nel processo di bioassorbimento. È stato notato che i dati cinetici erano significativamente prominenti nel modello di pseudo-secondo ordine con valori del coefficiente di correlazione di regressione \({r}_{2}^{2}\) con una media di 0,95232. Il biosorbimento era compatibile con entrambe le isoterme di Freundlich (R2 = 0,9843) e Langmuir (R2 = 0,9653) e l'efficienza massima di rimozione del colorante ha raggiunto il 99,9% in 2 ore, 27 °C, velocità di agitazione 120 giri/min, pH 6 , concentrazione iniziale del colorante 20 mg L−1 e dose di biomassa 0,03 g L−1. Corallina officinalis aveva un'attività antimicrobica più elevata, con valori di concentrazione minima inibitoria compresi tra 0,156 e 5 mg mL−1. La Corallina officinalis ha esercitato una significativa attività di eliminazione dei radicali contro i radicali liberi testati. L'estratto è stato esaminato per l'attività citotossica utilizzando nove linee cellulari tumorali, che hanno mostrato un'elevata citotossicità per l'adenocarcinoma del colon con un valore IC50 di 25,895 µg mL−1.

Anche gli aspetti economici della qualità dell’acqua e le risorse naturali dei corsi d’acqua riutilizzabili sono influenzati dall’inquinamento idrico. Il controllo della qualità dell’acqua, la riduzione dell’inquinamento idrico e la protezione dell’ambiente sono le principali preoccupazioni che devono essere affrontate per garantire il nostro futuro. La diffusione di malattie infettive riduce le possibilità di crescita sostenibile di un paese e minaccia la salute pubblica1. Numerose industrie utilizzano ampiamente coloranti sintetici per colorare prodotti come tessili, carta, concia delle pelli, plastica, alimenti, polimeri e stampa. Lo scarico di acque reflue non trattate è la principale causa di inquinamento diffuso delle risorse idriche superficiali e sotterranee a causa dell'aumento della tossicità e della domanda chimica di ossigeno degli effluenti, nonché della ridotta penetrazione della luce2. L’obiettivo primario del trattamento delle acque reflue industriali è salvaguardare la salute umana e l’ambiente.

Un colorante organico, noto come verde malachite (MG), viene utilizzato nell'industria tessile per colorare pelle, seta, lana, iuta, ceramica, cotone, fibre acriliche e carta. La MG è una sostanza cancerogena, mutagena e teratogena; è stato identificato come promotore del tumore al fegato3. Gli effluenti industriali mutageni, velenosi, allergici, cancerogeni e non degradabili come il colorante MG causano grandi preoccupazioni. Per ridurre gli impatti dannosi delle acque reflue organicamente inquinate sugli individui e sull’ambiente, le acque reflue devono essere pulite accuratamente prima dello scarico nei principali corsi d’acqua4.

La rimozione dei colori dagli effluenti industriali sta attualmente suscitando molto interesse. Per rimuovere questi contaminanti industriali dai rifiuti liquidi sono state utilizzate diverse tecniche fisico-chimiche, tra cui coagulazione-flocculazione, ossidazione, filtrazione su membrana e adsorbimento. Il trattamento convenzionale delle acque reflue e la rimozione degli inquinanti dalle soluzioni acquose non hanno successo e le tecniche complesse sono troppo costose. Di conseguenza, è necessario studiare nuovi metodi la cui efficienza e costo sarebbero affascinanti5.

Sono necessarie politiche basate sulla scienza per sostenere lo sviluppo globale sostenibile man mano che la popolazione mondiale cresce. È fondamentale proteggere l’ambiente, ripristinarlo e aiutare la società umana a superare i pericoli dell’industrializzazione e dell’espansione esponenziale insostenibile6. In questo contesto, molti studi hanno dimostrato che le macroalghe sono un’importante risorsa marina per una vita ecologica e sostenibile, aiutando nella risoluzione dei problemi globali odierni come l’inquinamento dell’acqua, l’acidificazione degli oceani e il riscaldamento globale.