بخشی از مقاله
چکیده
از زیست توده مرده قارچ آسپرجیلوس نایجر جدا شده از پوست پسته، جهت حذف کروم شش ظرفیتی از پساب استفاده شد.عملکرد قارچ مرده با غلظت هاي مختلف زیست توده در دو pH خنثی و اسیدي در حذف غلظت هاي مختلف کروم شش ظرفیتی مورد بررسی قرار گرفت . قارچ مرده، از کشت 5 روزه قارچ آسپرجیلوس نایجر و اتوکلاو آن در دماي 120درجه سانتی گراد تهیه شد. بررسی ها نشان داد که حذف کروم شش ظرفیتی در pH خنثی بسیار لیکن در pH اسیدي - 2 - و با غلظت 1 g/l زیست توده به ازاي 5 mg/l کروم شش بود. این قارچ قادر است مقدار زیادي از کروم شش ظرفیتی را حذف کند. قارچ مرده در این شرایط می تواند حتی در غلظت هاي بالاتر از 400 mg/l از کروم شش ظرفیتی که قارچ زنده عملکردي ندارد، پس از 24 ساعت کروم شش ظرفتی را به طور کامل حذف کند.
کلمات کلیدي: قارچ آسپرجیلوس نایجر- -pH حذف کروم شش ظرفیتی- زیست توده مرده
-1مقدمه
امروزه با پیشرفت تکنولوژي، فلزات سنگین از جمله کروم یکی از مهمترین آلاینده هاي زیست محیطی می باشند. به دلیل کاربرد وسیع کروم در صنایع مختلف از جمله صنعت رنگ، مواد شیمیایی، کاتالیستها، صنایع متالورژي، آب فلز کاري، صنعت دباغی و ... و آلاینده بودن این عنصر تاکنون روش هاي مختلفی براي حذف کروم شش ظرفیتی از آب مورد بررسی و استفاده قرار گرفته است . - 1-3 - از جمله آنها می توان به روش هاي شیمیایی، تعویض یونی، شناورسازي، الکترودیالیز و الکترولیز اشاره کرد. اکثر این روش ها از نظر اقتصادي به صرفه نمی باشند یا مضرند و محصولات غیر مفید یا مضري تولید می کنند.
امروزه استفاده از زیست توده هایی چون باکتري ها، قارچ ها، جلبک ها و گیاهان به دلیل نداشتن اثرات مخرب و همچنین داشتن صرفه اقتصادي در حذف کروم شش ظرفیتی مورد توجه هستند - 4 - و استفاده از قارچ ها به دلیل رشد سریع به صرفه تر است. براي صرفه جویی در هزینه نگهداري و راحتی کار با قارچ مرده، تحقیقات گسترده اي در زمینه استفاده از قارچ مرده براي حذف کروم شش ظرفیتی انجام شده است و پیشرفت_هاي زیادي در این زمینه بدست آمده است . - 5-6 - در این پروژه، عملکرد قارچ مرده در کاهش کروم شش ظرفیتی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. همچنین، تاثیر پارامترهایی نظیر غلظت اولیه کروم شش ظرفیتی، pH محیط کشت، دما و غلظت اولیه زیست توده در عملکرد حذف کروم بررسی شد.
-2مواد و روش ها
-1-2 آماده سازي مواد
قارچ مورد نظر، ابتدا در لوله هاي محتوي محیط کشت متشکل از سیب زمینی، دکستروز و آگار کشت داده شد. سپس به مدت یک هفته در انکوباتور در دماي 30 درجه سانتی گراد قرار داده شد و پس از آن، از سوسپانسیون تهیه شده از اسپورها و آب مقطر به ارلن هاي حاوي محیط کشت معدنی شامل پتاسیم دي هیدروژن فسفات، سولفات منیزیم، نیترات آمونیوم، سولفات آهن، سولفات روي و ساکاروز انتقال داده شد. پس از رشد 5 روزه میکرواورگانیزمها، زیست توده مرده با اتوکلاو کردن قارچ ها در دماي 120 درجه سلسیوس تهیه شده و پس از شستن با آب مقطر، در انکوباتور خشک شده و براي انجام آزمایش به کارگرفته شد. پساب مورد نظر نیز از حل کردن محلول دي کرومات پتاسیم در آب مقطر و تهیه غلظتهاي مختلف کروم بدست آمد.
-2-2 آنالیز کروم
براي اندازه گیري کروم شش ظرفیتی از روش رنگ سنجی مطابق استاندارد استفاده شد . - 7 - محلول استاندارد از حل کردن دي کرومات پتاسیم در آب مقطر و منحنی استاندارد از تهیه غلظت هاي مختلف از دي کرومات پتاسیم در آب مقطر بدست آمد. غلظت کروم در نمونه ها از اندازه گیري رنگ صورتی کمپلکس حاصل از 1و5 دي فنیل کربازید در محیط اسیدي با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومترPG instrument مدل T80+ در طول موج 540 nm بدست آمد. همچنین براي آنالیز شیمیایی سطح کروم از دستگاه SEM مدل VGA/TESCAN براي اندازه گیري جذب سطحی کروم در قارچ استفاده شد.
-3-2 بررسی حذف کروم شش ظرفیتی در غلظت هاي مختلف زیست توده مرده
قارچ مرده در غلظت هاي 5 g/l و 10 g/l به ارلن مایر هاي 500 میلی لیتري حاوي 100 میلی لیتر پساب با غلظت mg/l 25 از کروم شش ظرفیتی در pH خنثی افزوده شد و در دماي 30 درجه سلسیوس بر روي شیکر با سرعت 140 rpm قرار گرفت. سپس در زمانهاي مختلف نمونه برداري از پساب انجام شده و قارچ مرده توسط سانترفیوژ با سرعت 3000 rpm به مدت 10 دقیقه از محلول جدا شد. غلظت کرم شش ظرفیتی در محلول پس از جداسازي اندازه گیري شد.
-4-2بررسی تاثیر pH بر حذف کروم شش ظرفیتی توسط قارچ مرده
در این مرحله، اثر pH بر حذف کروم شش ظرفیتی مورد بررسی قرار گرفت. pH محیط با کمک اسید سولفوریک 0.5 M و سود 1M تنظیم شد. pH در دو حالت خنثی برابر 7 و اسیدي برابر 2 در شرایطی که غلظت قارچ مرده برابر 5 g زیست توده خشک بر لیتر در 100 میلی لیتر محیط کشت معدنی حاوي پساب با غلظت 50 mg/l بود، مورد بررسی قرار گرفت. از هر pH سه تکرار موازي در ارلن مایرهاي 500 میلی لیتري در دماي 30 درجه سلسیوس بر روي شیکر با سرعت 140 rpm کشت داده شد. یک ارلن نیز در شرایط مشابه بدون زیست توده به عنوان شاهد تهیه شد.
-5-2 عملکرد زیست توده مرده در حذف غلظتهاي مختلف کروم شش
با توجه به نتایج آزمایش هاي قبل، غلظت مناسب زیست توده به کروم شش ظرفیتی معادل 1 g dry biomass/5 mg Cr+6 انتخاب شده و درصد حذف کرم شش ظزفیتی در غلظتهاي مختلف کروم شش ظرفیتی در محدوده 50 mg/l تا mg/l 800 در pH برابر با 2 توسط قارچ مرده مورد بررسی قرار گرفت.
-3نتایج و بحث
1-3 تاثیر غلظت زیست توده مرده در عملکرد حذف کرم شش ظرفیتی
شکل 1 عملکرد حذف کرم شش توسط قارچ مرده در دو غلظت زیست توده معادل 5 g dry cell/l و 10 g dry cell/l را در حالی که غلظت اولیه کرم شش در محلول برابر 25 mg/l نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود با افزایش غلظت زیست توده مرده، مقدار حذف کمی افزایش یافته است . محاسبه میزان درصد حذف قارچ مرده نشان داد که با دو برابر شدن غلظت زیست توده مرده بعد از 240 ساعت میزان درصد حذف از %10 تنها به %18 رسیده است. - شکل - 1 -b
-2-3 تاثیر pH بر عملکرد حذف کرم شش ظرفیتی
شکل 2 درصد حذف کرم شش ظرفیتی در دو 7 pH و 2 را مقایسه کرده است. مقدار زیست توده 5 g dry cell/l در غلظت 50mg/l از کروم شش ظرفیتی می باشد. همان طور که در شکل مشاهده می شود درصد حذف کروم شش ظرفیتی در pH=2 بسیار بیشتر از pH خنثی است.
3-3 درصد حذف کرم شش ظرفیتی در غلظت هاي مختلف کرم شش توسط قارچ مرده
شکل a-3 تغییرات غلظت کرم شش در محلول در غلظت هاي اولیه مختلف کرم شش ظرفیتی توسط قارچ مرده آسپرجیلوس نایجر را نشان می دهد. همانگونه که در شکل مشخص است با افزایش غلظت اولیه کرم شش، درصد حذف کروم افزایش یافته است. شکل b-3 آنالیز عنصرص سطح قارچ مرده پس از تیمار زیستی را نشان می دهد که توسط دستگاه SEM و سیستم EDAX متصل به آن انجام شده است.
