بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه به بررسی فرایند جذب یون هاي Cu و Mn موجود در پساب معدن مس سرچشمه با استفاده از گونه ي مخمري ساکارومایسس در سیستم فلاسک غوطه ور2 - ناپیوسته - پرداختیم. با تغییر در شرایط عوامل مؤثر در جذب از قبیل pH پساب، مدت زمان تماس جاذب و پساب، مقدار جاذب و دما بهینه سازي انجام گردیده و بهترین مقادیر این عوامل براي رسیدن به میزان جذب حداکثر به دست آمد. بر این اساس pH=6 به عنوان بهترین pH تعیین گردید. پس از120 دقیقه از آغاز عملیات سیستم به حالت تعادل رسیده و دیگر جذبی صورت نگرفت. داده هاي جذبی براي Cu و Mnبرازش نسبتاً خوبی با ایزوترم جذبی فرندلیش داشت در حالی که برازش آن ها با مدل جذبی لانگمور خوب نبود. همچنین با افزایش دما میزان جذب افزایش یافت که این موضوع بر گرماگیر بودن واکنش دلالت می کرد.
کلمات کلیدي: جذب بیولوژیک، مخمر، ساکارومایسس، یون هاي مس و منگنز
1مقدمه
پساب ها و خروجی هاي حاوي یون هاي فلزات سنگین از جمله مشکلات جدي زیست محیطی محسوب می شوند. تاکنون روش هاي زیادي براي حذف این یون ها پیشنهاد شده که از مهمترین آن ها می توان به تبادل یونی، رسوب شیمیایی، جذب کربن برانگیخته و فرایند جدایش غشایی Rangsayatorn et al., - 2004 - اشاره نمود.هر کدام از این روش ها مزایا و معایب مخصوص به خود دارند. اما در مجموع به دلیل هزینه بر بودن و تولید لجن هایی که خود خطر مضاعفی براي محیط زیست محسوب می شوند و همچنین ناکارامدي براي پساب هاي باغلظت کم آلودگی چندان مورد رضایت نیستند 1995 - جذب بیولوژیک با استفاده از توده هاي زیستی جاذب، به عنوان یک روش جایگزین براي حذف یون هاي فلزي اهمیت زیادي یافته است.
معمولاً از جاذب هایی همچون جلبک، باکتري، قارچ، مخمر و... در جذب بیولوژیکاستفاده می گردد 1990 - در مطالعات مختلف انواع مختلفی از مخمرها براي جذب یون هاي فلزي مورد استفاده قرار گرفته است. در جدول1 نمونه اي از این مطالعات مشاهده می شود.جذب فلزات سنگین توسط میکرو ارگانیسم ها با روش هاي متعدد صورت می گیرد. یون هاي فلزي در ابتدا وارد ساختار سلول شده و سپس توسط نقاط اتصال موجود در ساختار سلولی جذب می گردند. این گونه جذب مستقل از فرایند متابولیک سلول بوده و جذب بیولوژیک7 یا جذب غیر فعال نامیده می شود .Bag et al., - 1999 - در اکثر مطالعاتی که تاکنون انجام شده از پساب مصنوعی که در واقع محلول هاي یونی بوده اند استفاده گردیده و پساب طبیعی کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. از این رو در این مطالعه بر آن شدیم تا به بررسی میزان جذب یون هاي مس و منگنز موجود در پساب معدن مس سرچشمه توسط نوعی مخمر با عنوان ساکارومایسس که از خود پساب معدن مس استخراج گردید، بپردازیم.
2 مواد و روش ها
1-2 آماده سازي جاذب
با انتقال قسمتی از پساب معدن تحت شرایط کاملاً استریل به آزمایشگاه میکروبیولوژي و کشت آن با روش Pour plate در محیط مغذي، مخمري تحت عنوان ساکارومایسس جداسازي و خالص گردید. براي گرفتن توده مخمر خالص شده در ارلن هاي حاوي 400cc سابوروبراث تلقیح و به مدت 48 ساعت در انکوباتور شیکر با دماي 27C˚ شیک گردید. پس از آن توده ي مخمر تولید شده به مدت 1 ساعت در اسید هیدروکلریک 1% - v/v - قرار گرفت تا یون هاي غذایی جذب شده به مخمر جدا گردد. مخلوط حاصل با دور 5000rpmسانتریفوژ و اسید ازمخمر جدا گردید. توده ي مخمر 3 بار با آب مقطر شسته شد و پس از سانتریفوژ به مدت 2ساعت در آون دماي 80C˚ نگهداري شد. توده ي خشک شده کاملاً خرد گردید و از الک 100 – 120 مش عبور داده شد تا توده اي کاملاً یکنواخت داشته باشیم. بایومس مذکور تا زمان استفاده در یخچال نگهداري گردید.
2-2 آنالیز پساب
پساب معدن مس براي آنالیز به آزمایشگاه شیمی منتقل و غلظت یون هاي موجود در آن با دستگاه جذب اتمی اندازگیري گردید و نتایج زیر حاصل شد.در این مطالعه با توجه به بالا بودن غلظت یون هاي Mn و Cu نسبت به سایر یون ها به بررسی فرایند جذب آنها پرداخته شد.
3-2 مطالعات جذبی
مطالعات جذبی در حالت ناپیوسته - فلاسک غوطه ور - براي بهینه سازي پارامترهاي موثر بر میزان جذب یون هاي فلزي توسط جاذب بیولوژیک انجام گردید. در تمامی آزمایش ها 100cc از پساب را داخل ارلن هاي 500cc قرار داده و پس از قرار دادن جاذب در آن ها با دور 120 rpm شیک نمودیم. سپس با کاغذ صافی پساب از جاذب جدا گردید و غلظت یون هاي Mn وCu باقیمانده در پساب با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازگیري گردید.میزان جذب در شرایط تعادلی با استفاده از معادله 1 محاسبه شد.که در این معادله qe مقدار یون هاي فلزي جذب شده بر واحد جرم جاذب - mg/g - ، V حجم پساب - L - ، C0 غلظت یون در پساب mg/l، Ce غلظت تعادلی یون فلزي در پساب - mg/l - و m وزن خشک جاذب استفاده شده - g - میباشد.
