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Biodegradation of levofloxacin by an acclimated freshwater microalga, <i>Chlorella vulgaris</i>
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2017
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등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
1251-1257(7쪽)
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<P><B>Abstract</B></P> <P>The extensive contamination of levofloxacin (LEV) in aquatic ecosystems has attracted increasing attention because of the potential for development of bacterial resistance and its eco-toxicity to non-target organisms. Biodegradation of LEV was significantly improved upon the acclimation of a freshwater microalga, <I>Chlorella vulgaris</I> and in the presence of elevated salinity. Among the six wild species (<I>Chlamydomonas mexicana</I>, <I>Chlamydomonas pitschmannii</I>, <I>Chlorella vulgaris</I>, <I>Ourococcus multisporus</I>, <I>Micractinium resseri</I>, <I>Tribonema aequale</I>), <I>C. vulgaris</I> showed the highest removal capacity (12%) of LEV at 1mgL<SUP>−1</SUP>. The acclimated <I>C. vulgaris</I>, which was pre-exposed to 200mgL<SUP>−1</SUP> of LEV for 11days, exhibited enhanced removal of 1mgLEVL<SUP>−1</SUP> by 16% after 11days of cultivation. The addition of 1% (w/v) sodium chloride into the microalgal media significantly improved LEV removal by >80% in the <I>C. vulgaris</I> culture. The bioaccumulation of LEV at day 11 in <I>C. vulgaris</I> cells without NaCl was 34μgg<SUP>−1</SUP>, which was elevated to 101μgg<SUP>−1</SUP> LEV at 1% NaCl. The bioconcentration factor for LEV was 34 and 1004 in 0 and 1% NaCl, respectively. The mass balance analysis of LEV showed that more than 90% of LEV was biodegraded by <I>C. vulgaris</I> at day 11 with the addition of 1% NaCl. These results demonstrated that the enhanced removal of LEV by salinity was mainly through bioaccumulation and subsequent intracellular biodegradation by <I>C. vulgaris</I> cells.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> <I>Chlorella vulgaris</I> was tolerant to levofloxacin, and could withstand its high doses. </LI> <LI> 96h EC<SUB>50</SUB> of levofloxacin for <I>C. vulgaris</I> was 58.6mgL<SUP>−1</SUP>. </LI> <LI> The acclimation of <I>C. vulgaris</I> enhanced the removal of levofloxacin. </LI> <LI> Sodium chloride stimulated the biodegradation of levofloxacin up to 91%. </LI> <LI> NaCl (1%w/v) increased the degradation rate constant (k) of LEV from 0.011 to 0.257d<SUP>−1</SUP>. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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