استفاده از اگزوپلي‌ساكاريد باكتري دريايي و بررسي توانايي آن در حذف فلزات سنگين در سامانه‌هاي آبي: روش محيط زيستي

Utilizing marine bacterial exopolysaccharides for efficient heavy metal removal in aqueous systems: An eco-friendly approach

استفاده از جاذب‌هاي زيستي به‌ عنوان يك استراتژي سازگار با محيط زيست براي مقابله با چالش تجمع فلزات سنگين در سيستم‌هاي آبي بطور چشمگيري مورد توجه است. اين مطالعه به بررسي كارايي اگزوپلي ساكاريد (EPS) مشتق شده از سويه باكتري دريايي Vibrio alginolyticus ATCC17749 به عنوان يك جاذب زيستي براي حذف فلزات سنگين مي پردازد. در اين پژوهش، كارايي جذب كادميوم (Cd) و نيكل (Ni) توسط EPS، اثر عامل pH در سطوح مختلف (3.5، 5.5، و 6.5) و غلظت جاذب زيستي (65-300 ميلي گرم در ليتر) بر حداكثر زمان جذب ارزيابي شد. تجزيه و تحليل ميكروسكوپ الكتروني روبشي انتشار ميداني (FESEM) يك اثر مخرب بر EPS پس از جذب كادميوم را نشان داد كه به مكانيسم پيوند نسبت داده مي‌شود. طيف‌سنجي جذب اتمي، غلظت كاتيون‌ها را پس از جذب اندازه‌گيري كرد و بيش از 80 درصد بازده حذف را براي كادميوم و 50 درصد را براي نيكل نشان داد. مكانيسم جذب مي‌تواند شامل برهمكنش گروه‌هاي عاملي روي سطح جاذب زيستي باشد كه تشكيل تركيب فلزات سنگين-EPS داده و رسوب فلز را تسهيل مي‌كند. اين يافته‌ها پتانسيل استفاده از EPS گونه‌هاي ويبريو را به‌عنوان يك جاذب زيستي مؤثر براي حذف فلزات سنگين برجسته مي‌كند و يك رويكرد پايدار براي تصفيه زيستي آب ارائه مي‌دهد.

The application of biosorbents as an eco-friendly strategy to address heavy metal accumulation in aqueous systems is of significant interest. This study investigates the efficacy of exopolysaccharide (EPS) derived from the marine bacterial strain Vibrio alginolyticus ATCC 17749 as a biosorbent for removing heavy metals. The research evaluates the sorption efficiency of cadmium (Cd) and nickel (Ni) by EPS, focusing on the effects of pH levels (3.5, 5.5, and 6.5) and biosorbent concentrations (65-300 mg/L) on the maximum sorption time. Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) analysis revealed a disruptive effect on EPS after Cd sorption, attributed to the bonding mechanism. Atomic absorption spectroscopy measured cation concentrations post-sorption, showing over 80% removal efficiency for Cd and 50% for Ni. The sorption mechanism involves functional groups on the surface of bioadsorbent, facilitating the formation of EPS-heavy metal complexes and metal deposition. These findings highlight the potential of utilizing EPS of Vibrio species as an effective biosorbent for heavy metal removal, offering a sustainable approach to water bioremediation.