Assessment of the heavy metal removal capacity of Dunaliella salina under laboratory conditions

Abstract

This study evaluates the capacity of Dunaliella salina to remove Mn²⁺ and Fe³⁺ from contaminated water under laboratory conditions. The halotolerant microalga was cultivated at different metal concentrations, while growth, pH, and residual metal concentrations were monitored using optical density and ICP analyses. The results show that Fe³⁺ inhibits algal growth, whereas Mn²⁺ promotes biomass development. Dunaliella salina also exhibits a higher uptake capacity for Mn²⁺ than for Fe³⁺. The combined OD, pH, and ICP results confirm its suitability for Mn²⁺ removal and indicate considerable potential for treating heavy-metal-contaminated industrial wastewater. The findings also provide a scientific basis for selecting appropriate metal-ion conditions in algal biomass cultivation, carotenoid production, and physiological studies of microalgae exposed to heavy metals.
Keywords
heavy metals Dunaliella salina contaminated water industrial wastewater

References

1.
Bộ Y tế (2018). QCVN 01-1:2018/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt.
2.
Bộ Tài nguyên và Môi trường (2011). QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.
3.
Bộ Tài nguyên và Môi trường (2024). Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia 2024 - môi trường đô thị và các khu công nghiệp Việt Nam - thực trạng và giải pháp. Hà Nội: Nhà xuất bản Tài nguyên - Môi trường và Bản đồ Việt Nam.
4.
Cục Quản lý tài nguyên nước (2022). Báo cáo tổng hợp tình hình quản lý nước thải công nghiệp năm 2022. Bộ Tài nguyên và Môi trường.
5.
Viện Sức khỏe nghề nghiệp và môi trường (2021). Báo cáo đánh giá mức độ phơi nhiễm chì tại các khu vực tái chế ắc quy ở Việt Nam. Bộ Y tế.
6.
Ben-Amotz, A., & Avron, M. (1983). On the factors which determine massive β-carotene accumulation in the halotolerant alga Dunaliella bardawil. Plant Physiology, 72(3), 593-7. https://doi.org/10.1104/pp.72.3.593.
7.
Borowitzka, M. A. (2018). Dunaliella: Biology, production, and markets. In: Microalgae in Health and Disease Prevention. Academic Press.
8.
Borowitzka, M. A., & Borowitzka, L. J. (1988). Dunaliella: Physiology, Biochemistry, and Biotechnology. Cambridge University Press.
9.
Gomez, P. I., & Gonzalez, M. A. (2005). The effect of irradiance on the growth and carotenoid content of Dunaliella salina. Journal of Applied Phycology.
10.
Halliwell, B., & Gutteridge, J. M. C. (2015). Free Radicals in Biology and Medicine. Oxford University Press.
11.
Merchant S. S., Prochnik S. E., et al. (2006). The Chlamydomonas genome reveals the evolution of key animal and plant functions. Science, 313(5795), 86-90.
12.
Moheimani, N., & Borowitzka, M. (2006). The long-term culture of Dunaliella salina in outdoor ponds. Journal of Applied Phycology, 38(2-3), 151-62. https://doi.org/10.4067/s0716-97602005000200005
13.
Oren, A. (2014). A hundred years of Dunaliella research: 1905-2005. Saline Systems, 1(1), 2. https://doi.org/10.1186/1746-1448-1-2
14.
Rangsayatorn N., Pokethitiyook P., Upatham E. S. & Lanza G. R. (2004). Cadmium biosorption by cells of Spirulina platensis and Dunaliella salina. Environmental Toxicology, 30(1), 57-63. https://doi.org/10.1016/s0160-4120(03)00146-6
15.
Sunda, W. G., & Huntsman, S. A. (1998). Control of phytoplankton growth by trace metals: Mn, Fe, and Co. Limnology and Oceanography, 43(6), 1052-1065.
16.
World Health Organization - WHO (2018). Arsenic in Drinking-water: Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality. Geneva: World Health Organization. https://www.who.int/publications/i/item/arsenic-in-drinking-water-background-document-for-development-of-who-guidelines-for-drinking-water-quality
17.
Yruela, I. (2013). Transition metals in plant photosynthesis. Metallomics, 5(9), 1090-1109. https://doi.org/10.1039/c3mt00086a