بخشی از مقاله
چکیده:
هدف از این مقاله، بررسی عوامل موثر بر حذف فلزات سنگین به وسیله جلبک میباشد. روش کار به صورت کتابخانهای و بررسی مجلات و مقالات بوده است. نتایج بیانگر این است که در جذب زیستی فلزات سنگین PH ، غلظت ، اندازه ذرات ، زمان ، دما و نوع جلبک نقش دارد و جلبک های دریایی در حذف فلزات سنگین به خوبی عمل می کنند .در اکثر مواردجذب فلزات از مدلهای فروندلیچ، لانگمویر و معادله سینتیک درجه دوم تبعیت نموده است. از مزایای مهم تکنولوژی جذب زیستی میتوان به موثر بودن آن در کاهش غلظت یونهای فلز سنگین به مقادیر بسیار پایین، قابلیت تولید مجدد جاذب، عدم تولید لجن، امکان بازیافت فلز و استفاده از مواد جاذب زیستی ارزان مثل جلبک طبیعی که به وفور یافت میشود اشاره کرد.
مقدمه
فلزات سنگین علاوه بر استنشاق از طریق هوا ویا بالا بودن غلظت آن در آب مصرفی، ممکن است از طریق پسابهای آلوده یا نفوذ در خاک کشاورزی که به منظور کشت سبزیجات و میوهها مورد استفاده قرار گرفته، بیماریهایی مانند سرطان، نارسایی کبد، و... را باعث شود. فناوریهای در دسترس برای زدایش فلزات سنگین از فاضلاب شامل ترسیب شیمیایی، جذب کربن ، تبادل یونی و اسمز معکوس است.این روشها وقتی غلظت مجاز فلز سنگین در پساب کم باشد - کم تر از - 1 mg/Lموثر نبوده و بسیار گران است. جذب به وسیله جلبک نوعی جذب زیستی است و یک تکنولوژی جدید برای تصفیه پسابهای فاضلاب به شمار میآید و هدف آن حذف فلزات سمی ، پاکسازی محیط زیست و همچنین بازیافت فلزات با ارزش است.
تانگ و همکاران - 2003 - 1 تحت شرایط آزمایشگاهی کنترل شده رابطه بین جذب یونهای فلزی و PH را در دو گونه جلبک بررسی نمودند. افزایش جذب یونها به وسیله زیست توده جلبک به طور اساسی با PH در ارتباط است. افزایش شدید در ظرفیت جذب یونهای فلزی در4/5 = PH برای زیست توده تحت مطالعه مشاهده شد. تمام مشاهدات آزمایش روی اثرات متقابلPH و جذب یونهای فلزی، Cd 2+، Cu2+ ، Pb2+ وZn2+ بود. در هر دو گونه اثرات متقابل بین جذب یونهای فلزی و PH نشان داده شد. فنگ و آلدریچ - 2004 - 2 جذب سطحی فلزهای سنگین روی مواد مشتق شده از جلبک دریایی Ecklonia maxima را از طریق آزمایشهای دستهای مورد بررسی قرار دادند. میزان جذب بر روی جلبک دریایی بالا بوده و اندازه ذرات نقش مهمی در جذب دارند.
ذرات بزرگ جلبک ظرفیت جذب بالاتر و سینتیک جذب آرامتری دارند و میتواند بدون از دست دادن قابل توجه از ظرفیت بازسازی شود، در مقابل ذرات معمول جلبک ظرفیت جذب پائینتر و سینتیک جذب سریعتری دارند و نمیتوانند بدون از دست دادن قابل توجهی از ظرفیت بازسازی شوند. در مقایسه با رزینهای تجاری نشان داده که مواد مشتق شده از جلبک Ecklonia maxima میتواند به عنوان یک جاذب موثر برای فاضلابهای حاوی فلزات سنگین به کار رود.
رحمان و شکوری - 2004 - 3 نشان دادند که جلبک Chlorella sp در برابر غلظت 10 میکروگرم بر میلیلیتر کادمیم و 12 میکرو گرم بر میلیلیترنیکل تحمل نشان داده و قادر بوده که مقادیر کادمیم را بعد از 28 روز %96 کاهش دهد .همچنین این جلبک میتوانست نیکل را به مقدار 94 درصد در 28 روز حذف کند. السیکالی و همکاران - 2007 - 4طی تحقیقی حذف یونهای سمی کروم شش را از محلول آبی آب شور و پساب با استفاده از جلبک سبز دریاییUlva Lactuca مورد بررسی قرار دادند. کربن فعال از جلبک مزبور با استفاده از تجزیه با اسید برای حذف کروم فراهم گردید. جذب اولیه کروم ، وابسته به غلظت اولیه وPH اولیه بود.
با PH~1 که مطلوب میباشد، مدلهای ایزوترم لانگمویر، فروندلیچ، ریچ پترسون و کوبل -کوریگان به خوبی با دادهها برای هر دو جانب برازش داده شد. به ترتیب حداکثر راندمان حذف کروم 92 و 98 درصد برای جلبک و کربن فعال حاصل از آن بود. همچنین حداکثر ظرفیت جذب به ترتیب 10/61 و 112/36 میلیگرم بر گرم برای جلبک سبز و کربن فعال حاصل از آن بوده است . بهترین حالت توصیف کننده جذب کروم توسط جلبک و کربن فعال با استفاده از مدل شبه درجه دوم میباشد.گاربایو و همکاران1 - 2007 - ا ز آب اسیدی معادن رودخانه تنتو - اوئلو اسپانیا - Chlamydomonas acidophila را جدا کرده که قابلیت رشد خودکار درPH = 2/5 را داشت.
کادمیم به مقدار m 50 تاثیر بسیار سمی برای رشد جلبک داشته است .به هر حال Chlamydomonas acidophila در حضور - 1mM - Fe3+ رشد خیلی خوبی دارد و تا 5 mM در حالتیکه EDTA به طور همزمان موجود باشد ممکن است مقاومت نشان دهد. الحجوجه - 2008 - 2دوگونهی Nostoc linkia وHapalosiphon aureus را در معرض یونهای فلزهای سنگین نقره - - Ag+ کبالت - - Co2+ و سرب - - Pb2+ در غلظتهای متفاوت 1 - ، 5 ، 10 - میلیگرم برلیتر برای مطالعه اثرات روی رشد قرار داد. نتایج نشان داد که اثر روی فلزات سنگین بین دو گونه جلبک تفاوت معنیداری نداشت. تفاوت معنیداری مربوط به نوع فلز و غلظت آن در متوسط رشد در طول آزمایش داشت.
اثر فلزات سنگین روی رشد و رنگدانهی دو گونه به صورت توالیAg > Co > Pb میباشد.آرونا کومارا و ژان - 2008 - 3 تجمع و سمیت فلزات سنگین را به وسیله ریز جلبکها به عنوان جزء کلیدی در اکوسیستمهای آبی مورد بررسی قرار دادند. فلزات سنگین وارد سلولهای جلبک میشوند و از طریق انتقال فعال یا بوسیله پروتئینهای تزریقی دسفرال بر مراحل مختلف فیزیولوژیکی و شیمیایی اثر میگذارند.مقدار پروتئینها و چربیهای اکسید شده در سلولهای جلبک شدت استرس را نشان میدهد. تحمل جلبک به فلزات سنگین بسیار وابسته به پاسخ دفاعی در برابر خسارتهای اکسیداتیو احتمالی است. کومار و همکاران - 2008 - 4 نشان دادند که با کاربرد جلبک سبز Pithophora oedogonia به طور قابل توجهی غلظت ثانویه فلزات مس و سرب در محلول کاهش مییابد.
تست جلبک نشان داد که تمایل برای جذب مس نسبت به سرب از محلولهای دوتایی فلز بالاتر است. ایزوترمهای تک مولفه ای فروندلیچ ،لانگمویر، ریدلیچ - پترسون و سیپس به طور موفقیت آمیزی جذب مس و سرب را از هر دو محلول تک فلزی و دو فلزی پیشبینی میکند. هیچکدام از ایزوترمهای باینری نمیتواند پیشبینی واقعی از ظرفیت جذب مس و سرب داشته باشد و تمایل جلبک را برای محلولهای دو تایی فلز نشان دهد. نیرمال کومار و همکاران - - 2009 در مطالعهای بر روی کاربرد جاذبها پتانسیل خوب جلبکهای دریایی را برای رفع فلزات سنگین نشان دادند. پنج جلبک تحت عنوان Cladophora fasicularis وUlva lactuca و chaetomorpha sp و caulerpa sertularioides و valoniopsis pachynema در این تحقیق استفاده شد.
برای جذب کادمیم جیوه و سرب غلظتهای ابتدایی 20، 40 ، 60 و 80 میلیگرم بر لیتر و دورههای تماس 60 تا 120 دقیقه بوده است. بیشترین کاهش کادمیم در غلظت20 میلیگرم برلیتر برای تمام جلبکها به جز C .sertularioides میباشد. جلبکهای C. fasicularis وUlva lactuca وvaloniopsis pachynema کاهش بالاتر جیوه را در 20 میلیگرم بر لیتر داشتهاند. در حالیکه جلبک C .sertularioides بیشترین کاهش جیوه در غلظت 60 میلیگرم بر لیتر و جلبک chaetomorpha sp در غلظت 40 میلیگرم برلیتر را دارا میباشد.
