Published May 31, 2022 | Version v1
Publication Open

Zinc Essentiality, Toxicity, and Its Bacterial Bioremediation: A Comprehensive Insight

  • 1. Hohai University
  • 2. University of Lahore
  • 3. Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
  • 4. Institute of Plant Protection

Description

Zinc (Zn) is one of the most abundantly found heavy metals in the Earth's crust and is reported to be an essential trace metal required for the growth of living beings, with it being a cofactor of major proteins, and mediating the regulation of several immunomodulatory functions. However, its essentiality also runs parallel to its toxicity, which is induced through various anthropogenic sources, constant exposure to polluted sites, and other natural phenomena. The bioavailability of Zn is attributable to various vegetables, beef, and dairy products, which are a good source of Zn for safe consumption by humans. However, conditions of Zn toxicity can also occur through the overdosage of Zn supplements, which is increasing at an alarming rate attributing to lack of awareness. Though Zn toxicity in humans is a treatable and non-life-threatening condition, several symptoms cause distress to human activities and lifestyle, including fever, breathing difficulty, nausea, chest pain, and cough. In the environment, Zn is generally found in soil and water bodies, where it is introduced through the action of weathering, and release of industrial effluents, respectively. Excessive levels of Zn in these sources can alter soil and aquatic microbial diversity, and can thus affect the bioavailability and absorption of other metals as well. Several Gram-positive and -negative species, such as Bacillus sp., Staphylococcus sp., Streptococcus sp., and Escherichia coli, Pseudomonas sp., Klebsiella sp., and Enterobacter sp., respectively, have been reported to be promising agents of Zn bioremediation. This review intends to present an overview of Zn and its properties, uses, bioavailability, toxicity, as well as the major mechanisms involved in its bioremediation from polluted soil and wastewaters.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الزنك (الزنك) هو واحد من أكثر المعادن الثقيلة الموجودة بوفرة في قشرة الأرض، ويقال إنه معدن نزر أساسي مطلوب لنمو الكائنات الحية، مع كونه عاملاً مساعداً للبروتينات الرئيسية، والتوسط في تنظيم العديد من الوظائف المناعية. ومع ذلك، فإن ضرورتها تتوازى أيضًا مع سميتها، والتي تحدث من خلال مصادر بشرية مختلفة، والتعرض المستمر للمواقع الملوثة، والظواهر الطبيعية الأخرى. يُعزى التوافر البيولوجي للزنك إلى العديد من الخضروات ولحم البقر ومنتجات الألبان، والتي تعد مصدرًا جيدًا للزنك للاستهلاك الآمن من قبل البشر. ومع ذلك، يمكن أن تحدث حالات سمية الزنك أيضًا من خلال الجرعة الزائدة من مكملات الزنك، والتي تزداد بمعدل ينذر بالخطر ويعزى ذلك إلى نقص الوعي. على الرغم من أن سمية الزنك لدى البشر هي حالة قابلة للعلاج وغير مهددة للحياة، إلا أن العديد من الأعراض تسبب ضائقة للأنشطة البشرية ونمط الحياة، بما في ذلك الحمى وصعوبة التنفس والغثيان وآلام الصدر والسعال. في البيئة، يوجد الزنك بشكل عام في التربة والمسطحات المائية، حيث يتم إدخاله من خلال تأثير التجوية، وإطلاق النفايات السائلة الصناعية، على التوالي. يمكن أن تؤدي المستويات الزائدة من الزنك في هذه المصادر إلى تغيير التربة والتنوع الميكروبي المائي، وبالتالي يمكن أن تؤثر على التوافر البيولوجي وامتصاص المعادن الأخرى أيضًا. العديد من الأنواع إيجابية الجرام وسالبة الجرام، مثل العصوية، المكورات العنقودية ذ.م.م.، المكورات العقدية ذ.م.م.، والإشريكية القولونية، الزائفة ذ.م.م.، Klebsiella sp.، و Enterobacter sp.، على التوالي، تم الإبلاغ عن أنها عوامل واعدة للمعالجة الحيوية للزنك. تهدف هذه المراجعة إلى تقديم لمحة عامة عن الزنك وخصائصه واستخداماته والتوافر البيولوجي والسمية، بالإضافة إلى الآليات الرئيسية المشاركة في معالجته الحيوية من التربة الملوثة ومياه الصرف الصحي.

Translated Description (French)

Le zinc (Zn) est l'un des métaux lourds les plus abondamment trouvés dans la croûte terrestre et serait un métal trace essentiel nécessaire à la croissance des êtres vivants, étant un cofacteur des principales protéines et médiant la régulation de plusieurs fonctions immunomodulatrices. Cependant, son caractère essentiel est également parallèle à sa toxicité, qui est induite par diverses sources anthropiques, une exposition constante à des sites pollués et d'autres phénomènes naturels. La biodisponibilité du Zn est attribuable à divers légumes, bœuf et produits laitiers, qui sont une bonne source de Zn pour une consommation sans danger par les humains. Cependant, les conditions de toxicité du Zn peuvent également se produire par le surdosage des suppléments de Zn, qui augmente à un rythme alarmant attribuable au manque de sensibilisation. Bien que la toxicité du Zn chez l'homme soit une affection traitable et non mortelle, plusieurs symptômes causent de la détresse aux activités humaines et au mode de vie, notamment de la fièvre, des difficultés respiratoires, des nausées, des douleurs thoraciques et de la toux. Dans l'environnement, le Zn se trouve généralement dans les sols et les plans d'eau, où il est introduit par l'action de l'altération et du rejet d'effluents industriels, respectivement. Des niveaux excessifs de Zn dans ces sources peuvent altérer la diversité microbienne du sol et de l'eau, et peuvent donc également affecter la biodisponibilité et l'absorption d'autres métaux. Plusieurs espèces à Gram positif et négatif, telles que Bacillus sp., Staphylococcus sp., Streptococcus sp., et Escherichia coli, Pseudomonas sp., Klebsiella sp. et Enterobacter sp., respectivement, ont été signalés comme des agents prometteurs de la biorestauration du Zn. Cette revue vise à présenter une vue d'ensemble du Zn et de ses propriétés, utilisations, biodisponibilité, toxicité, ainsi que les principaux mécanismes impliqués dans sa biorestauration à partir des sols pollués et des eaux usées.

Translated Description (Spanish)

El zinc (Zn) es uno de los metales pesados más abundantes en la corteza terrestre y se informa que es un metal traza esencial necesario para el crecimiento de los seres vivos, ya que es un cofactor de las principales proteínas y media en la regulación de varias funciones inmunomoduladoras. Sin embargo, su esencialidad también corre paralela a su toxicidad, que se induce a través de diversas fuentes antropogénicas, la exposición constante a sitios contaminados y otros fenómenos naturales. La biodisponibilidad del Zn es atribuible a varias verduras, carne de res y productos lácteos, que son una buena fuente de Zn para el consumo seguro por parte de los humanos. Sin embargo, las condiciones de toxicidad del Zn también pueden ocurrir a través de la sobredosis de suplementos de Zn, que está aumentando a un ritmo alarmante debido a la falta de conciencia. Aunque la toxicidad por Zn en humanos es una afección tratable y no potencialmente mortal, varios síntomas causan angustia en las actividades y el estilo de vida humanos, como fiebre, dificultad para respirar, náuseas, dolor en el pecho y tos. En el medio ambiente, el Zn se encuentra generalmente en el suelo y en los cuerpos de agua, donde se introduce a través de la acción de la intemperie y la liberación de efluentes industriales, respectivamente. Los niveles excesivos de Zn en estas fuentes pueden alterar la diversidad microbiana del suelo y acuática y, por lo tanto, también pueden afectar la biodisponibilidad y la absorción de otros metales. Varias especies Gram-positivas y -negativas, como Bacillus sp., Staphylococcus sp., Streptococcus sp., y Escherichia coli, Pseudomonas sp., Klebsiella sp., y Enterobacter sp., respectivamente, se ha informado que son agentes prometedores de la biorremediación con Zn. Esta revisión pretende presentar una visión general del Zn y sus propiedades, usos, biodisponibilidad, toxicidad, así como los principales mecanismos involucrados en su biorremediación a partir de suelos y aguas residuales contaminados.

Files

pdf.pdf

Files (2.3 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9760baca4a5e1973d7805e9e37e30e25
2.3 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
أساسيات الزنك وسميته ومعالجته الحيوية البكتيرية: نظرة شاملة
Translated title (French)
Essentialité du zinc, toxicité et biorestauration bactérienne : un aperçu complet
Translated title (Spanish)
Esencialidad del zinc, toxicidad y su biorremediación bacteriana: una visión integral

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4281706670
DOI
10.3389/fmicb.2022.900740

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1026037195
  • https://openalex.org/W1504850650
  • https://openalex.org/W1574329348
  • https://openalex.org/W1580380572
  • https://openalex.org/W1584158796
  • https://openalex.org/W1585998550
  • https://openalex.org/W1599490880
  • https://openalex.org/W1608445087
  • https://openalex.org/W1917875935
  • https://openalex.org/W1925247835
  • https://openalex.org/W1943399606
  • https://openalex.org/W1943607432
  • https://openalex.org/W1960048856
  • https://openalex.org/W1963520820
  • https://openalex.org/W1964509770
  • https://openalex.org/W1965432441
  • https://openalex.org/W1968144851
  • https://openalex.org/W1969504421
  • https://openalex.org/W1971651073
  • https://openalex.org/W1974113035
  • https://openalex.org/W1974969531
  • https://openalex.org/W1976700488
  • https://openalex.org/W1980058283
  • https://openalex.org/W1980122166
  • https://openalex.org/W1982479612
  • https://openalex.org/W1985276583
  • https://openalex.org/W1987683672
  • https://openalex.org/W1988310857
  • https://openalex.org/W1988590690
  • https://openalex.org/W1988961043
  • https://openalex.org/W1992712313
  • https://openalex.org/W1993896259
  • https://openalex.org/W1998780145
  • https://openalex.org/W1999042542
  • https://openalex.org/W1999185871
  • https://openalex.org/W2001973083
  • https://openalex.org/W2002863001
  • https://openalex.org/W2003383600
  • https://openalex.org/W2004933597
  • https://openalex.org/W2006949454
  • https://openalex.org/W2008668042
  • https://openalex.org/W2010062067
  • https://openalex.org/W2012793433
  • https://openalex.org/W2014096918
  • https://openalex.org/W2017425827
  • https://openalex.org/W2027235936
  • https://openalex.org/W2027976516
  • https://openalex.org/W2031603615
  • https://openalex.org/W2034203636
  • https://openalex.org/W2034269086
  • https://openalex.org/W2035570038
  • https://openalex.org/W2036123646
  • https://openalex.org/W2040553128
  • https://openalex.org/W2040793253
  • https://openalex.org/W2042159649
  • https://openalex.org/W2044131102
  • https://openalex.org/W2044280954
  • https://openalex.org/W2044297063
  • https://openalex.org/W2047569943
  • https://openalex.org/W2048920193
  • https://openalex.org/W2049120338
  • https://openalex.org/W2054438230
  • https://openalex.org/W2056016114
  • https://openalex.org/W2057030708
  • https://openalex.org/W2058000455
  • https://openalex.org/W2058465738
  • https://openalex.org/W2058544152
  • https://openalex.org/W2059297934
  • https://openalex.org/W2060397996
  • https://openalex.org/W2061095942
  • https://openalex.org/W2066256311
  • https://openalex.org/W2068640175
  • https://openalex.org/W2070056381
  • https://openalex.org/W2072110196
  • https://openalex.org/W2075999104
  • https://openalex.org/W2077009565
  • https://openalex.org/W2077099348
  • https://openalex.org/W2078395642
  • https://openalex.org/W2078619933
  • https://openalex.org/W2079772391
  • https://openalex.org/W2094448617
  • https://openalex.org/W2099600197
  • https://openalex.org/W2102050228
  • https://openalex.org/W2106619141
  • https://openalex.org/W2109636815
  • https://openalex.org/W2110246650
  • https://openalex.org/W2110630395
  • https://openalex.org/W2110652761
  • https://openalex.org/W2116565080
  • https://openalex.org/W2118741425
  • https://openalex.org/W2122507800
  • https://openalex.org/W2124960654
  • https://openalex.org/W2126164548
  • https://openalex.org/W2127418940
  • https://openalex.org/W2129559645
  • https://openalex.org/W2132506955
  • https://openalex.org/W2134832989
  • https://openalex.org/W2143496335
  • https://openalex.org/W2143670813
  • https://openalex.org/W2145185761
  • https://openalex.org/W2147657334
  • https://openalex.org/W2148069176
  • https://openalex.org/W2150245709
  • https://openalex.org/W2151699062
  • https://openalex.org/W2152122395
  • https://openalex.org/W2153114839
  • https://openalex.org/W2153808020
  • https://openalex.org/W2158427176
  • https://openalex.org/W2159812564
  • https://openalex.org/W2163580244
  • https://openalex.org/W2163800038
  • https://openalex.org/W2165664941
  • https://openalex.org/W2166313267
  • https://openalex.org/W2166484830
  • https://openalex.org/W2166546851
  • https://openalex.org/W2170061283
  • https://openalex.org/W2182218920
  • https://openalex.org/W2241884422
  • https://openalex.org/W2274878522
  • https://openalex.org/W2324161020
  • https://openalex.org/W2324606866
  • https://openalex.org/W2324797684
  • https://openalex.org/W2331884207
  • https://openalex.org/W2337973869
  • https://openalex.org/W2341857511
  • https://openalex.org/W2409954508
  • https://openalex.org/W2501022724
  • https://openalex.org/W2579322339
  • https://openalex.org/W2583279459
  • https://openalex.org/W2585060236
  • https://openalex.org/W2591457882
  • https://openalex.org/W2594710717
  • https://openalex.org/W2597506409
  • https://openalex.org/W2618198971
  • https://openalex.org/W2621466595
  • https://openalex.org/W2748522328
  • https://openalex.org/W2783477286
  • https://openalex.org/W2793498768
  • https://openalex.org/W2795860041
  • https://openalex.org/W2797771312
  • https://openalex.org/W2804060790
  • https://openalex.org/W2887354160
  • https://openalex.org/W2893496220
  • https://openalex.org/W2896060499
  • https://openalex.org/W2897471897
  • https://openalex.org/W2900097735
  • https://openalex.org/W2909050370
  • https://openalex.org/W2909807372
  • https://openalex.org/W2915789149
  • https://openalex.org/W2940991134
  • https://openalex.org/W2942527641
  • https://openalex.org/W2964551398
  • https://openalex.org/W2964761981
  • https://openalex.org/W2981908081
  • https://openalex.org/W3006839725
  • https://openalex.org/W3006880095
  • https://openalex.org/W3010944001
  • https://openalex.org/W3016268727
  • https://openalex.org/W3038483311
  • https://openalex.org/W3086829475
  • https://openalex.org/W3095536497
  • https://openalex.org/W3107131639
  • https://openalex.org/W3107871688
  • https://openalex.org/W3127757765
  • https://openalex.org/W3147718526
  • https://openalex.org/W3161664442
  • https://openalex.org/W3198950146
  • https://openalex.org/W3203389248
  • https://openalex.org/W3209836995
  • https://openalex.org/W3217654696
  • https://openalex.org/W3217810308
  • https://openalex.org/W385083744
  • https://openalex.org/W409672427
  • https://openalex.org/W4205934939
  • https://openalex.org/W4206965919
  • https://openalex.org/W4210422000
  • https://openalex.org/W4231158830
  • https://openalex.org/W4240398783
  • https://openalex.org/W4242306343
  • https://openalex.org/W4247021168
  • https://openalex.org/W4250745187
  • https://openalex.org/W4252490017
  • https://openalex.org/W4293254972
  • https://openalex.org/W49274314
  • https://openalex.org/W593191868