Токсичность тяжелых металлов и последние достижения в их удалении: обзор

Природные и антропогенные источники поступления металлов в экосистемы постоянно увеличиваются; вследствие этого накопление тяжелых металлов (ТМ) стало одной из основных экологических проблем. Воздействие ТМ на человека резко возросло вследствие промышленной деятельности XX века. Ртуть, мышьяк, свинец, хром и кадмий относятся к наиболее распространенным ТМ, вызывающим токсическое воздействие на человека. Отравление после воздействия через воду, воздух или пищу может быть острым или хроническим. Биоаккумуляция этих ТМ приводит к разнообразным токсическим эффектам в различных тканях и органах. Сравнение механизмов действия показывает, что эти металлы вызывают токсичность посредством сходных путей, включая образование активных форм кислорода, инактивацию ферментов и окислительный стресс. Традиционные методы удаления ТМ считаются недостаточно эффективными при концентрациях ТМ ниже 100 мг/л. Кроме того, эти методы имеют ряд ограничений, включая образование вторичных загрязнителей, высокую потребность в энергии и химических реагентах, а также низкую экономическую эффективность. Поэтому микробная биоремедиация для детоксикации ТМ стала перспективным решением, поскольку микроорганизмы, включая грибы и бактерии, обладают высокой способностью к биосорбции и биоаккумуляции. В данном обзоре рассматриваются механизмы поглощения ТМ и связанной с ними токсичности; его цель — расширить понимание токсического воздействия ТМ на органы организма и тем самым способствовать совершенствованию лечения отравлений металлами. Обзор также направлен на углубление знаний и предоставление рекомендаций для обоснованного выбора технологий микробной ремедиации с целью детоксикации ТМ. Устойчивые решения на основе микроорганизмов потенциально могут обеспечить важные и экономически эффективные методы снижения токсичности ТМ.