بهينه‌سازي فرآيند حذف رنگزا از پساب‌ رنگي با استفاده از باكتري نمك‌دوست هالوموناس سويه D2 در كشت ايستا

سابقه و هدف: امروزه پساب صنعت‌هاي مختلف شامل مواد معدني و آلي خطرناك از جمله تركيب‌هاي آروماتيك نظير فنول‌ها، فلز‌هاي سنگين و رنگزا‌ها مي‌باشند كه بيشتر در غلظت‌هاي خيلي كم نيز سبب سرطان و مسموميت مي‌شوند. با توجه به روند افزايشي اين آلاينده‌ها و بويژه تركيب‌هاي رنگزا در محيط‌زيست، مطالعه و توسعه روش‌هاي جلوگيري از ورود و يا حذف اين آلاينده‌ها داراي اهميت مي‌باشد. تولوئيدين قرمز يك رنگزا داراي گروه آزو است كه بطور گسترده در صنايع نساجي براي رنگ آميزي الياف سلولزي استفاده مي‌شود. ب‌طور كلي روش‌هاي مختلف شيميايي، فيزيكي، زيستي، نوري و يا تلفيقي براي حذف انواع آلاينده‌ها و رنگزا‌ها از محيط‌زيست وجود دارد. در سال‌هاي اخير روش‌‌هاي زيست‌پالايي نظير تجزيه‌زيستي بعنوان يك روش كارآمد براي حذف اين آلاينده‌ها مورد توجه قرار گرفته است. از اين‌رو، هدف‌هاي مطالعه حاضر، شامل بررسي ميزان حذف رنگزا تولوئيدين قرمز از يك پساب رنگزاي سنتزي، بررسي متغيرهاي اثرگذار بر ميزان حذف‌زيستي و بهينه‌سازي با استفاده از تكنيك سطح پاسخ مي‌باشد كه براي اين بررسي باكتري نمك‌دوست هالوموناس سويه D2 مورد استفاده قرار گرفته است. مواد و روش ها: در اين تحقيق، بررسي وضعيت تأثيرگذاري متغيرها و بهينه‌سازي شرايط عملكردي با استفاده از روش آماري و نرم‌افزار Design-Ex نسخه 7 انجام شده و ميزان تجزيه‌زيستي رنگزا با در نظر گرفتن 30 آزمايش با استفاده از روش رويه پاسخ (RSM) و طرح تركيب مركزي (CCD) بررسي شده است. با توجه به منبع‌هاي مطالعاتي و تحقيق‌هاي انجام شده قبلي در اين راستا كه بصورت يك عامل در يك زمان (OFAT) انجام شده‌اند، اثر 4 متغير غلظت رنگزا (ppm 30-10)، غلظت نمك (10-%2)، pH (5/9-5/5) و دما (40-20) در حذف‌زيستي رنگزا مورد بررسي قرار گرفته است. آزمايش‌هاي حذف‌زيستي در فاز آبي براي يك پساب سنتزي مدل، در مقياس ارلن و كشت ايستا در انكوباتور براي مدت زمان 10 روز انجام شده است. در ادامه تجزيه و تحليل نتايج با روش آناليز واريانس انجام شده است.نتايج و بحث: بر طبق نتايج به‌دست آمده و آناليز واريانس، از بين 4 فاكتور انتخابي دو متغير غلظت نمك و دما بيشترين تأثير در ميزان حذف‌زيستي رنگزا توسط باكتري در محدوده انتخابي داشته‌اند و همين‌طور با توجه به نتايج آناليز آماري مي‌توان گفت كه غلظت رنگزا و pH احتمالاً اثرگذار بوده‌اند. همچنين اثر هاي متقابلي مربوط به غلظت رنگزا و pH، غلظت نمك و pH،  غلظت نمك و دما (در سطح 5%) بر ميزان تجزيه‌زيستي پساب رنگي تأثيرگذار مي‌باشد. از طرفي بيشترين ميزان حذف‌زيستي رنگزا در پايان روز دهم معادل %62/4 محاسبه شد و شرايط بهينه براي بيشترين حذف‌زيستي رنگزا در اين روز درpH  معادل 8/5 و دماي 35 درجه سانتي‌گراد، غلظت نمك و رنگزا به ترتيب معادل %4 و ppm 16/8 به‌دست آمده است. در ادامه با استفاده از روش سطح پاسخ، تابع چند جمله‌ي درجه دوم براي ميزان درصد حذف رنگزا از پساب در مدت زمان 10 روز با ضريب تعيين D2 معادل 0/95 بيان شد. همچنين متوسط خطا در بررسي ميزان تجزيه‌زيستي پساب رنگزا با استفاده از مدل مطرح شده و داده‌هاي آزمايشگاهي بطور متوسط 9/9 درصد محاسبه شد.نتيجه‌گيري: بر اساس نتايج، تابع درجه دوم پيشنهادي در اين تحقيق براي باكتري نمك‌دوست هالوموناس سويه D2 در حذف‌زيستي رنگزاي تولوئيدين قرمز، مي‌تواند بعنوان يك مدل با دقت بالا و قابليت پيش‌بيني مؤثر شرايط مختلف، مورد استفاده قرار گيرد. همچنين باكتري هالوموناس سويه D2 در اين تحقيق، مشابه نتايج به‌دست آمده از تحقيق قبلي ما با استفاده از سويه Gb توانايي بالايي در تجزيه‌زيستي رنگزا در محيط‌هاي نامساعد و شور نشان داد، با اين تفاوت كه شرايط بهينه متفاوت بوده و سويه D2 براي استفاده در محيط‌هاي بازي پيشنهاد مي‌شود.