Interakce mezi proteiny a huminovými látkami při koagulaci

Abstract

Diplomová práce se zabývá koagulací huminových látek (HL) a proteinu BSA (Bovine Serum Albumin), který reprezentuje proteinovou složku AOM (Algal Organic Matter - látky produkované sinicemi a řasami). Studovány jsou také vzájemné interakce HL a BSA během koagulace. Bylo zjištěno, že pro odstranění huminových látek je potřebná podstatně vyšší dávka koagulačního činidla než pro stejné množství BSA. Nejvyšší účinnosti koagulace bylo pro obě látky dosaženo v oblasti mírně kyselého pH, hlavními mechanismy jsou patrně nábojová neutralizace a adsorpce. Za optimálních podmínek bylo dosaženo odstranění až 70 % huminových látek a až 80 % proteinu. Dále se ukázalo, že přítomnost BSA příznivě ovlivňuje koagulaci HL (znatelně snižuje potřebnou dávku koagulačního činidla) a naopak, přičemž protein BSA byl vždy odstraňován s vyšší účinností než HL. Bylo prokázáno, že mezi organickými látkami dochází ke vzájemným interakcím, a to (při určitých hodnotách pH) i bez účasti koagulačního činidla. Podílí se na nich patrně zejména hydrofobní efekt a tvorba vodíkových můstků. Interakce jsou silně závislé na hodnotě pH, která je určující pro nábojové charakteristiky daných látek. Ze srovnání BSA se sinicovými proteiny vyplývá, že jejich chování při koagulaci je obdobné a BSA se tak jeví jako vhodná modelová látka...

This diploma thesis is focused on coagulation of humic substances (HS) and BSA (Bovine Serum Albumin) protein which was chosen as a representative of proteins contained in AOM (Algal Organic Matter). Additionally, possible interactions between these compounds were also investigated. It was found that the optimal dosage of coagulant is much higher for HS compared to BSA. The best removal of both HS and BSA was reached in slightly acidic pH range and it is attributed mainly to charge neutralization and adsorption mechanisms. The maximum removal rate was 70 % for humic substances and 80 % for BSA. The results show that BSA has a positive effect on coagulation of HS (resulting in a lower coagulant demand) and vice versa while BSA was removed more efficiently than HS. The existence of interactions between BSA and humic substantces during coagulation was demonstrated in certain pH ranges and it can occur even without the presence of coagulant. These interactions are highly dependent on pH that determines charge properties (and hence reactivity) of organic matters. Finally, the comparison of BSA and cyanobacterial proteins shows that their behavior during coagulation is similar. Consequently, BSA can be used as a model compound representing AOM proteins, especially their high molecular weight fraction....