بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ما به بررسی دو روش نوین براي حذف جیوه از پساب هاي صنعتی می پردازیم. دو روشی که ما در اینجا از آنها بهره می گیریم یکی استفاده از باکتریهاي مقاوم در برابر جیوه است و دیگري استفاده از نانو ذرات مغناطیسی. جیوه یکی از سمی ترین فلزات سنگین است که می تواند سلامت بشر، حیات وحش و محیط زیست را به خطر اندازد . وجود این عنصر و ترکیبات آن حتی در مقادیر بسیار کم در ضایعات صنعتی خطرناك بوده و یکی از معظلات واحدهاي صنعتی که با فرآیند جیوه به تولید مشغول هستند ، حضور جیوه در پساب این واحدها است. در تکنولوژي پاکسازي زیستی از میکروارگانیسم ها جهت کاستن و یا حذف آلایندههاي موجود در خاك، آب و هوا استفاده میشود. بر اساس نتایج به دست آمده برخی از باکتريها از جمله سویه هاي سود و موناس ، اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس مقاوم به جیوه هستند که توسط مکانیزم هایی مثل کاهش آنزیمی جیوه دو ظرفیتی به جیوه عنصري تبخیر و تشکیل سولفید جیوه ي نامحلول، پاکسازي را انجام می دهند. در ادامه ي تحقیقات ما روش دیگري را مورد بررسی قرار دادیم که فلز جیوه این بار توسط نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن حذف می گردد. اکسید آهن مغناطیسی مورد استفاده بعد از حذف جیوه به راحتی توسط آهنربا جداسازي شده و در شرایط بهینه تا %96 قابلیت حذف جیوه را دارا است .
واژههاي کلیدي: جیوه، پسابهاي صنعتی، باکتريهاي مقاوم، نانو ذرات مغناطیسی
مقدمه
پیشرفت صنعت و علم که باعث تحولات مثبت و فوائد زیادي در زندگی مردم و محیط زیست پدید آورده است، اما از طرفی مشکلات عدیده ایی اعم از کوچک و بزرگ در زندگی روزمره انسانها ایجاد کرده که یکی از این مشکلات ورود مواد آلوده کننده به محیط زیست است . این مواد از راه پساب هاي صنعتی به محیط وارد می شوند که مهمترین آلاینده ي این پساب ها جیوه است.در این پژوهش دو روش براي حذف جیوه از پساب هاي صنعتی پیشنهاد شده است : -1 استفاده از نانو ذرات مغناطیسی آهن . -2 استفاده از باکتري هاجیوه مایعی نقره گون است که در هوا و آب پایدار است که با اسید ها و بازها واکنش نمی دهد - به جزء اسید نیتریک غلیظ - .
از سمی ترین ترکیبات جیوه می توان به بخار جیوه و متیل جیوه اشاره کرد ، ولی از مشتقات جیوه می توان براي مواد دارویی و آرایشی استفاده کرد.[1]در تکنولوژي پاکسازي زیستی میتوان از میکروارگانیسم ها جهت کاستن ، حذف، ممانعت و تبدیل آلاینده هاي موجود در خاك و آب و هوا به محصولات مورد نظر استفاده کرد.[2] در این مورد افراد مختلفی آزمایشات گوناگونی را انجام داده اند تا تأثیر میکروارگانیسم ها براي پاکسازي مواد آلاینده را بررسی کنند ، از جمله مطالعات صورت گرفته می توان به مطالعاتی که توسط پییر / ینیک در آلمان انجام گرفت اشاره کرد که در آن میکروارگانیسم هایی که قادر بودند در شرایط آزمایشگاهی ترکیبات گوناگون سمی را معدنی کنند ایزوله شدند.[3]
در تحقیقات دیگري که در مرکز تکنولوژي شیمی و بیولوژي در هنگ کنگ - 2001 - انجام شد 12 نوع باکتري هوازي از لجن فعال شده ، جداسازي و شناسایی شدند. این باکتري شامل 2 دسته ي گرم مثبت و گرم منفی بودند ، این آزمایشات بر روي ظرفیت جذب زیستی براي 3 فلز سنگین مختلف نیکل ، سرب و مس اندازه گیري شد. در نهایت از بین این 12 ایزوله با کتري سود و موناس به دلیل دارا بودن بیشترین ظرفیت زیستی، براي تحقیقات آینده انتخاب شد.[4] جایسانکار - 2004 - در هند پیشنهاد کرد که براي سم زدایی از عناصر سنگین می توان از باکتري هاي دریاي با مقاومت بالاتر از جیوه استفاده کرد [5].
-2 مکانیسم هاي پاکسازي زیستی جیوه
مکانیسم هاي مقاومت باکتري ها به فلزات به دو دسته تقسیم می شوند : مکانیسم هاي عمومی مقاومت به فلز سنگین که به صورت خارج سلولی عمل می کنند ، به این طریق که اتصال فلزات به مواد خارج سلولی ، فلز را بی حرکت کرده و از ورود آن به سلول ممانعت می کند .مکانیسم هاي اختصاصی مقاومت اغلب برپایه ي خروج فلزات توسط سیستم هاي اختصاصی از سلول باکتري می باشد که یک دفاع اساسی را براي سلول در مقابل غلظت زیاد فلزات سنگین ایجاد می نماید . [6]برخی ار باکتري ها قادرند در حضور غلظت بالاي نمک هاي جیوه ، با استفاده از مکانسیم هاي زیر به حیات خود ادامه دهند - شکل [7 ] - 1
1-2 کاهش آنزیمی به جیوه ي عنصري
معمولترین مکانیسم مقاومت به جیوه در باکتري ها ، کاهش آنزیمی یون دو ظرفیتی جیوه و تبدیل آن به جیوه ي عنصري ، توسط کاهنده هاي فلاووآنزیم سیتوپلاسمی می باشد . باکتري سودوموناس توانایی انجام این مکانیسم را دارد .[7]
2-2 تبخیر جیوه
متعاقباً تبخیر جیوه ي عنصري ، این ماده را از محیط اطراف سلول حذف می کند ، آن هم قبل از اینکه دوباره جیوه عنصري به جیوه ي 2 ظرفیتی بدل شود .[7]
3-2 تشکیل سولفید جیوه ي نامحلول
سولفید جیوه - Hgs - می تواند بر اثر واکنش مستقیم جیوه ي 2 ظرفیتی با H2S تولید شده توسط باکتريکلستریدیوم تشکیل شود . [7 ]
