Microbial remediation of nitro-aromatic compounds: An overview

Kulkarni, Meenal; Chaudhari, Ambalal

doi:10.1016/j.jenvman.2007.06.009

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“…That is, they were susceptible to reduction, and not easy to be oxidatively catabolized in aerobic environments (Ju and Parales 2010;Knackmuss 1996;Kulkarni and Chaudhari 2007). These similar reductive characteristics all supported that nitroreductases and azoreductases may originally derive from similar enzymatic systems (Hsueh et al , 2017Misal et al 2015;Cerniglia 1993, 1995;Rau and Stolz 2003).…”

Section: Electron-transfer-associated Biodecolorizationmentioning

confidence: 85%

Electron transport phenomena of electroactive bacteria in microbial fuel cells: a review of Proteus hauseri

Hsueh

Chen

2017

Bioresour. Bioprocess.

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This review tended to decipher the expression of electron transfer capability (e.g., biofilm formation, electron shuttles, swarming motility, dye decolorization, bioelectricity generation) to microbial fuel cells (MFCs). As mixed culture were known to perform better than pure microbial cultures for optimal expression of electrochemically stable activities to pollutant degradation and bioenergy recycling, Proteus hauseri isolated as a "keystone species" to maintain such ecologically stable potential for power generation in MFCs was characterized. P. hauseri expressed outstanding performance of electron transfer (ET)-associated characteristics [e.g., reductive decolorization (RD) and bioelectricity generation (BG)] for electrochemically steered bioremediation even though it is not a nanowire-generating bacterium. This review tended to uncover taxonomic classification, genetic or genomic characteristics, enzymatic functions, and bioelectricity-generating capabilities of Proteus spp. with perspectives for electrochemical practicability. As a matter of fact, using MFCs as a tool to evaluate ET capabilities, dye decolorizer(s) could clearly express excellent performance of simultaneous bioelectricity generation and reductive decolorization (SBG and RD) due to feedback catalysis of residual decolorized metabolites (DMs) as electron shuttles (ESs). Moreover, the presence of reduced intermediates of nitroaromatics or DMs as ESs could synergistically augment efficiency of reductive decolorization and power generation. With swarming mobility, P. hauseri could own significant biofilm-forming capability to sustain ecologically stable consortia for RD and BG. This mini-review evidently provided lost episodes of great significance about bioenergysteered applications in myriads of fields (e.g., biodegradation, biorefinery, and electro-fermentation). Keywords

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Section: Electron-transfer-associated Biodecolorizationmentioning

confidence: 85%

Electron transport phenomena of electroactive bacteria in microbial fuel cells: a review of Proteus hauseri

Hsueh

Chen

2017

Bioresour. Bioprocess.

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“…Unlike aliphatic hydrocarbon degradation, activated molecule is not transformed to alkanol but rather to intermediates of phenol (catechol). (Kulkarni and Chaudhari, 2007). Intradiol or extradioldioxygenases will further convert these phenol intermediates to di or tri-hydroxylated aromatic compounds that may be enters into the Krebs cycle and completely metabolized into CO 2 (Abramowicz, 1990).Hydrocarbon degrading bacteria cleave benzene ring in diverse ways by appropriate enzymes.…”

Section: Aerobic Biodegradationmentioning

confidence: 99%

Plant-bacteria synergism: An innovative approach for the remediation of crude oil-contaminated soils

Fatima¹,

Imran²,

Naveed³

et al. 2017

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“…Em função da sua versatilidade, 1 compostos nitroaromáticos são maciçamente utilizados em diversos segmentos industriais, incluindo a produção de tintas, plásticos, produtos farmacêuticos e de uso veterinário, alimentos e explosivos. 2,3 Dentro desta última categoria destacam-se os compostos aromáticos polinitrados, [4][5][6][7] largamente utilizados na produção de munição e outros equipamentos militares.…”

Section: Introductionunclassified

Degradação de espécies nitroaromáticas e remediação de efluentes da indústria de explosivos, utilizando-se processos redutivos-oxidativos fundamentados no uso de ferro metálico

et al. 2009

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. In this work the potentiality of reductive-oxidative processes based on zero-valent iron was studied aiming the degradation of nitroaromatic compounds and the remediation of residues from the explosive industry. The reductive process was applied as a continuous treatment system, using steel-wool as zero-valent iron source. The process permitted an almost total degradation of nitrobenzene, nitrophenol, nitrotoluene, dinitrotoluene and trinitrotoluene, probably with generation of the respective amine-derivative. The yellow-water residue, containing soluble trinitrotoluene, was notably modified by the reductive process, a fact that permitted a substantial enhancement of its biodegradability. Furthermore, the subsequent photo-Fenton process allowed TOC removal of about 80%.Keywords: zero-valent iron; photo-Fenton; nitroaromatics. INTRODUÇÃOEm função da sua versatilidade, 1 compostos nitroaromáticos são maciçamente utilizados em diversos segmentos industriais, incluindo a produção de tintas, plásticos, produtos farmacêuticos e de uso veterinário, alimentos e explosivos.2,3 Dentro desta última categoria destacam-se os compostos aromáticos polinitrados, 4-7 largamente utilizados na produção de munição e outros equipamentos militares. 8Com uma produção mundial estimada em 108 toneladas/ano, compostos nitroaromáticos aparecem como importantes agentes de contaminação ambiental, destacando-se pela sua elevada resistência à degradação microbiana e pelos efeitos deletérios provocados nos sistemas ecológicos contaminados.9-13 Em geral, admite-se que espécies nitroaromáticas sejam responsáveis por efeitos crônicos de relevância, como carcinogênese e mutagenicidade.De maneira geral, a toxicidade e persistência destas espécies aumenta com o aumento do número de substituintes nitro.14 Desta forma, espécies polinitradas caracterizam-se por elevada toxicidade e extrema resistência frente aos processos convencionais de degradação. 15No Brasil, a produção de explosivos nitroaromáticos concentra-se nos estados de São Paulo, Paraná e Minas Gerais.8 O 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) é produzido por nitração sequencial do tolueno, reação realizada em três estágios e na presença de ácido nítrico e sulfúrico. A formação do composto trinitrado ocorre somente no terceiro estágio, juntamente com diversas impurezas, as quais são retiradas do produto por sucessivas lavagens com água. Na primeira lavagem obtém-se um resíduo denominado água amarela (AA), constituído de diversos produtos de oxidação (ex., nitrofenóis, ácido trinitrobenzóico e tetranitrometano) e TNT simétrico dissolvido. Na segunda lavagem, realizada com sulfito de sódio, origina-se a água vermelha (AV), contendo diversas formas assimétricas do TNT. 15O tratamento de resíduos contendo espécies químicas desta natureza é bastante dificultado pelo seu marcado caráter tóxico. 16,17 Adicionalmente, o caráter elétron-deficiente destas espécies dificulta a degradação oxidativa, 18 fato que, em princípio, torna a via redutiva mais interessante. Em geral, admite-se que processos redutivos me...

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Microbial remediation of nitro-aromatic compounds: An overview

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Electron transport phenomena of electroactive bacteria in microbial fuel cells: a review of Proteus hauseri

Electron transport phenomena of electroactive bacteria in microbial fuel cells: a review of Proteus hauseri

Plant-bacteria synergism: An innovative approach for the remediation of crude oil-contaminated soils

Degradação de espécies nitroaromáticas e remediação de efluentes da indústria de explosivos, utilizando-se processos redutivos-oxidativos fundamentados no uso de ferro metálico

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