بخشی از مقاله
چکیده
مقدمه: امروزه آب در دسترس برای مصارف آشامیدنی و صنعتی محدود است. با استفاده از فرایند تصفیه می توان آب مصرفی در صنایع به خصوص صنایع نساجی را که از عمده ترین مصرف کننده های آب می باشد بازیافت کرده و به چرخه صنعت باز گرداند. با استفاده از باکتریهای تجزیه کننده ترکیبات رنگی می توان عملیات تجزیه و حذف رنگ ها خصوصا رنگ های گروه آزو را انجام داد.
روش: به منظور جداسازی باکتری های گرما دوست و تحمل کننده گرما با قابلیت تجزیه کنندگی رنگ های نساجی از پساب یک کارخانه نساجی در شهر کاشان نمونه گیری صورت گرفت. نمونه ها در محیط TSB کشت داده شد. با استفاده از یک محیط کشت حاوی ترکیبات رنگی پساب نساجی، توانایی رشد و تجزیه رنگ توسط سویه های جدا شده بررسی شد. از شرایط گرمخانه گذاری در دمای50 درجه سانتیگراد و هوادهی به مدت سه روز برای ارزیابی مقایسه ای جدایه ها استفاده گردید. از میان سویهی جدا شده از پساب، کنسرسیومی از سه سویه برتر برای رنگبری پساب استفاده شد.
نتیجه: با ایجاد کنسرسیومی از سه سویه جدا شده، امکان رنگبری از نمونه واقعی پساب نساجی تا میزان 90 درصد حاصل گردید. این سه سویه توان رنگبری از پساب را در دمای 36 تا 51 درجه سانتیگراد و مقادیر 5,5 pH تا 9,5 و میزان نمک از 0 تا 7 درصد را دارا می باشند.
بحث: دمای بالای 80 درجه پساب هنگام ورود به حوضچهی متعادل سازی واحد تصفیه خانه و وجود املاح نمکی در محلول های رنگی، محل مناسبی را برای جداسازی باکتری های گرمادوست و تحمل کننده گرما و تحمل کننده نمک فراهم کرده است. باکتری های جداسازی شده از سه ویژگی قابلیت تجزیه رنگ، رشد در دما بالا و تحمل نمک برخوردار می باشند.
مقدمه
صنایع نساجی از قدیم الایام به عنوان یکی از بزرگترین مصرف کنندگان آب و در ضمن آلوده کنندهی مهم محیط زیست به شمار آمده اند. پساب کارخانجات نساجی حاوی مواد شیمیایی مختلف از جمله رنگ ها، فلزات سنگین، دترجنت ها، املاح، آنیون ها نظیر کلرور، سولفور، سولفید و همچنین مواد معلق زیاد می باشد. ورود پساب نساجی به محیط زیست نه تنها ایجاد منظرهی ناخوشایند می کند بلکه تاثیرات زیادی روی آب های جاریو بعضاً روی آب های زیرزمینی دارد.
رنگبری از پسابهای نساجی از اوایل دههی 80 آغاز شد. قدمت بکارگیری میکروارگانیسم ها در تیمار و بهبود وضعیت پساب های شهری به زمان های قدیم باز می گردد. رنگ موجود در پساب علاوه بر آلودگی محیط از نظر زیبایی، سبب تغییرات شیمیایی و بیولوژیکی و در نتیجه کاهش میزان اکسیژن محلول در آب گشته و با توجه به دارا بودن مواد سمی و مضر، کاملا برای محیط زیست و موجودات موجود در آن، خطرآفرین می باشد. لذا لزوم حذف این مواد برای جلوگیری از بی هوازی شدن سیستم پذیرنده، ایجاد بوی نامطبوع و کاهش اکسیژن محلول ضروری به نظر می رسد.
عدم کارایی در فرآیندهای رنگرزی باعث میشود که 10-15درصد از رنگ بکاررفته، بسته به ساختار رنگ، وارد پساب شود. کاهش کیفیت آب، عدم نفوذ نور به لایه های زیرین آب، اثر بر حلالیت گازها و سمیت خود رنگ و یا مواد حاصل از شکست آن از جمله عوامل تهدیدکننده محیط زیست است - 1و. - 2 روشهای شیمیایی و فیزیکوشیمیایی تصفیه ی پسابعموماً هزینه بر، دارای کارآیی کم و محدود هستند و مقدار زیادی مواد دفعی ایجاد می کنند که از بین بردن این مواد، خود مشکل جدیدی می باشد. در عین حال رنگهای آزو دارای پیوندهایشدیداً الکترون کشنده می باشند که به حملهی اکسیژنازها مقاوم هستند و در طی روشهای معمول تصفیه پساب از بین نمی روند.
میکروارگانیسمها، بدلیل تنوع ژنتیکی و متابولیکی، گزینه ای مناسب برای تصفیه آلاینده ها از جمله رنگهای آزو می باشند، زیرا بسیاری از آنها مانند انواع باکتریهای گرم مثبت و منفی قارچها، توانایی رنگبری رنگهای آزو را از خود نشان می دهند. بنابراین پاکسازی زیستی بدلیل کم هزینه بودن، عدم آسیب رسانی به طبیعت و تولید مقدار کم مواد دفعی، از اهمیت بالایی برخوردار است. میدان حرارتی که در آن باکتری ها رشد میکنند از چند درجه زیر صفر تا حدود 80 درجه سانتیگراد میباشد. اکثر باکتری هایی که مورد مطالعهی بیشتر دانشمندان قرار گرفتهاند از انواعی هستند که در گرمای متوسط بیشتر رشد میکنند. درجه حرارت برای رشد این گروه بین 10تا 52 درجه سانتیگراد است. باکتری های گرمادوست، درجه حرارت 42درجه به بالا را ترجیح میدهند که برای اکثر جانوران غیر قابل تحمل است - . - 2
مواد و روش ها:
در این بررسی علاوه بر پساب واقعی از 3 رنگ پر مصرف در نساجی که در پساب محل نمونه گیری وجود داشت، برای بررسی توان رنگبری سویه ها جدا شده از پساب استفاده گردید. نمونه ها ازپساب خروجی دستگاه های مختلف و پساب نهایی یک کارخانه نساجی در شهر کاشان تهیه شدند.
غربالگری و شناسایی سویه های رنگبر :
ابتدا همهی نمونه ها به منظور جداسازی سویه های ترموفیل وتحمل پذیر دمای بالا غربالگری شد. برای این منظور 5 میلی لیتر از نمونه پساب به 50 میلی لیتر از محیط TSB برای غنی سازی و بالا بردن رشد سویه های کم توان تلقیح شد. نمونه ها با HCl یا NaOH یک نرمال روی 7,4 تنظیم و به مدت یک هفته در شیکر انکوباتور با دور 150rpm و در دمای 50 درجه سانتیگراد گرمخانه گذاری شد. برای بررسی کامل پساب در حال غنی سازی، هر 24 ساعت یک نمونه از محیط کشت گرفته و آن را در محیط کشت جامد TSA کشت داده شد.
سپس محیط کشت درون انکوباتور با دمای 50 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت گرمخانه گذاری شد. کلنی های رشد کرده بر روی محیط TSA را با کشت مجدد در همان محیط به صورت خالص جداسازی گردید - . - 6 در مرحلهی بعد برای شناسایی سویه های دارای قدرت رنگبری، هریک از سویه ها را به لوله های کشت حاوی 10 میلی لیتر پساب - استریل شده توسط اتوکلاو - به عنوان یک محیط کشت و دیگر محیط کشت ساختگی از رنگ های زیر به اضافهی عصاره مخمر - بعنوان منبع ازت - و گلوکز - بعنوان منبع کربن - به همراه یک درصد مایه تلقیح از کدورت 0,5 مک فارلند باکتری افزوده و در دمای 50 درجه سانتی گراد به مدت یک هفته گرمخانه گذاری شدند.
سه رنگ آزو و گلوکز جدا از محیط کشت سترون و بعد به محیط ها افزوده شدند. از بین نه سویهی جدا شده، سه سویه بر اساس میزان و سرعت رنگبری انتخاب شد. برای بررسی توان رنگبری سویه ها، هر یک از سویه ها و کنسرسیومی از سه سویه برتر در محیط کشت حاوی سه رنگ مختلف دیسپرس قرمز 60، دیسپرس آبی 56 و دیسپرس زرد 54 و پساب - واقعی از همان محل نمونه گیری - مورد بررسی قرار گرفت.
برای انتخاب سویه های نهایی موارد زیر مورد آزمایش قرار گرفت:
- 1 بررسی رشد و رنگزدایی پساب واقعی و پساب ساختگی با سه رنگ پر مصرف ذکر شده در صنعت نساجی و تعیین میزان رنگ حذف شده از محیط در طی یک هفته با استفاده از روش اسپکتروفوتومتری با دستگاه اسپکتروفوتومتر WPA
- 2 تعیین میزان رنگبری در pH های مختلف
- 3 رنگبری در غلظت های مختلف رنگ های ذکر شده در غلظت های 50، 100، 200، 500 و 1000 ppm
- 4 استفاده از رنگ به عنوان تنها منبع کربن - 5 بررسی توانایی رنگبری از پساب ساختگی با مخلوط سه رنگ تمام آزمایش های فوق در شرایط پایه ی دما 50 درجه سانتی گراد، 7,4 pH و غلظت ppm 50 رنگ انجام گرفت.
