جذب سرب توسط باکتری سودوموناس پوتیدا (p168)و کمپوزیت های این باکتری با رس های پالیگورسکیت و سپیولیت از محلول های آبی

آب و خاک

مقاله 3، دوره 30، شماره 2 - شماره پیاپی 46، تیر 1395، صفحه 594-604   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v30i2.44210

نویسندگان

مرضیه توانایی¹؛ سمیه بختیاری²؛ مهران شیروانی^{* 1}

¹دانشگاه صنعتی اصفهان

²دانشگاه صنعتی سیرجان

چکیده

امروزه آلودگی محیط زیست به انواع فلزات سنگین در اثر توسعه صنایع به یک تهدید جدی تبدیل شده است. سرب از جمله این فلزات است که اثرات نابهنجاری بر محیط زیست و سلامتی موجودات دارد. هزینه زیاد و مشکلات تکنیکی روش های معمول حذف فلزات سنگین باعث شده روش حذف بیولوژیکی بوسیله باکتری ها به عنوان گزینه ای اقتصادی و سازگار با محیط زیست مورد توجه قرار گیرد. برای انجام این آزمایش، باکتری ها در محیط کشت NB کشت شدند و با استفاده از روش چگالی نوری و میکروسکوپ نوری جمعیت آن ها تعیین گردید. میزان جذب سرب تهیه شده از محلول نیترات سرب توسط بیومس خشک باکتری اندازه گیری شد. برای تعیین همدمای جذب سرب توسط کمپوزیت های رس- باکتری، نسبت های مختلف باکتری- رس با استفاده از نیترات پتاسیم 01/0 مولار تهیه و با محلول 5/0 میلی مولار سرب مخلوط گردید. نتایج جذب سرب در غلظت های 5/7 تا 5/55 میلی گرم بر لیتر توسط باکتری سودوموناس نشان داد که حدود 5/31 تا 4/78 درصد از غلظت های اولیه سرب توسط این باکتری جذب می شود. حداکثر ظرفیت جذب سرب (qmax) توسط سودوموناس پوتیدا 4/582 میلی گرم بر گرم به دست آمد. بر اساس آزمون LSD تمامی نسبت های مختلف کمپوزیت ها در سطح احتمال آماری 001/0 تفاوت معنی داری با باکتری منفرد در جذب سرب داشتند. نتایج نشان داد که باکتری سودوموناس پوتیدا و کمپوزیت های این باکتری با رس های پالیگورسکیت و سپیولیت پتانسیل زیادی برای حذف سرب از محلول های آبی دارند.

کلیدواژه‌ها

فلزات سنگین؛ جذب زیستی؛ رس های رشته ای؛ همدمای جذب

مراجع

1- Bremner J.M., and Mulvaney C.S. 1982. Methods of soil analysis. Page, A.L., Miller, R.H. and Keeney, D.R. (ed.), Chemical and microbiological properties, American Society of Agronomy, Soil Science Society of America, Madison, WI.

2- Chen X., Hu S., Shen C., Dou C., Shi J., and Chen Y. 2009. Interaction of Pseudomonas putida CZ1 with clays and ability of the composite to immobilize copper and zinc from solution. Bioresource Technology, 100: 330-337.

3- Chen X.C., Wang, Y.P., Qi Lin J.Y.S., Wu W.X., and Chen Y.X. 2005. Biosorption of copper (II) and zinc(II) from aqueous solution by Pseudomonas putida CZ1. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces, 46: 101–107.

4- Colak F., Atarb N., Yazıcıoglu D., and Olgun A. 2011. Biosorption of lead from aqueous solutions by Bacillus strains possessing heavy-metal resistance. Chemical Engineering Journal, 173: 422- 428.

5- Dapaah S.Y., and Hill G.A. 1992. Biodegradation of chlorophenol mixtures by Pseudomonas putida. Biotechnology and Bioengineering, 40: 1353-1358

6- Fooladifar R., Kamani H., and Khaefi M. 2003. Removal of heavy metals from aqueous solutions by biosorption. 3417-3425. 9th National Congress of Chemical Engineering. 23-25 Nov. 2003. University of Science and Technology Tehran, Iran. (in Persian)

7- Gadd G. M. 1992. Encyclopedia of Microbiology (ed. Lederberg. J.) Academic Press Inc. Harcourt Brace Javanovich Publishers., San Diego, 2: 351-360

8- Giles C. H., Smith D., and Huitson A. 1974. A general treatment and classification of the solout adsorption isotherm. Journal of Colloid and Interface Science, 47: 755-765.

9- Kalkan E., Nadaroglu H., Dikbas N., Tasgin E., and Celebi N. 2013. Bacteria-Modified Red Mud for adsorption of cadmium ions from aqueous soloutions. Polish Journal of Environmental Studies, 22: 417-429.

10- Langmuir I. 1918. The adsorption of gases on plane surface of glass, mica, and platinum. Journal of the American Chemical Society, 40: 1361-1382.

11- Lopez A., Lazaro N., and JM M. A. P. 2000. Effect of pH on the adsorption of nickel and other heavy metals by Pseudomonas fluorescens 4F39. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 24: 146-151.

12- Low M. J. D. 1960. Kineics of cheisorption of gases on solid. ChemicalL Reviews, 60: 267-312.

13- Marandi A., and Amyrafshar H. 2008. Biosorption of Pb (II) and Zn (II) by non-living biomass of Phanerochaete chrysosporium. Environmental Science and Technology, 10: 197-207. (in Persian)

14- Moon E. M., and Peacock C. L. 2012. Adsorption of Cu(II) to ferrihydrite and ferrihydrite–bacteria composites: Importance of the carboxyl group for Cu mobility in natural environments. Geochimica ET Cosmochimica Acta, 92: 203-219.

15- Rong X., Huang Q., Xiaomin H., Chen H., Cai P., and Liang w. 2008. Interaction of Pseudomonas putida with kaolinite and montmorillonite. A combination study by equilibrium adsorption, ITC, SEM and FTIR. 64: 49–55.

16- Shirvani M., Shariatmadari H., and Kalbasi M. 2007. Kinetics of cadmium desorption from fibrous silicate clay minerals: Influence of organic ligands and aging. Applied Clay Science, 37: 175-184.

17- Singh S., Ma P. L. Q., and Hendry M. J. 2006. Characterization of aqueous lead removal by phosphatic clay: Equilibrium and kinetic studies. Journal of Hazardous Materials, 136: 654-662.

18- Sparks D. L. 2003. Environmental Soil Chemistry, Academic Press, San Diego, California.

19- Stratton G. W. 1987. The effect of pesticides and heavy metals towards phototrophic microorganisms. Review in Environmental Toxicology, 3: 71-147.

20- Templeton A. S., Spormann A. M., and Brown J. G. E. 2003. Speciation of Pb(II) sorbed by Burkholderia cepacia/goethite composites. Environmental Technology Letters, 37: 2166-2172.

21- Vasiliadoua I. A., Papoulisb D., Chrysikopoulosa C. V., Panagiotarasc D., Karakostad E., Fardisd M., and Papavassilioud G. 2011. Attachment of Pseudomonas putida onto differently structured kaolinite minerals: A combined ATR-FTIR and 1H NMR study. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 84: 354–359.

22- Zhu J., Huang Q., Pigna M., and Violante A. 2012. Competitive sorption of Cu and Cr on goethite-bacteria complex. Chemical Engineering Journal, 179: 26-32.