جذب بيولوژيكي فلز سنگين سرب ازمحلول‌هاي آبي با ريزجلبك Spirulina

پيشينه و اهداف: امروزه حذف فلزات سنگين از پساب صنايع به طور قابل توجهي رو به افزايش است كه مي‌تواند در راستاي حفاظت محيط زيست و سلامت انسان ها نقش به سزايي داشته باشد. در سال هاي اخير محققين به روش هاي بيولوژيكي و به خصوص روش هاي زيستي و ميكروبي جهت حذف فلزات سنگين سمي متوسل شده اند. جذب زيستي فلزات سنگين، يك تكنولكوژي نسبتا جديد براي تصفيه پساب هاي صنعتي است و هدف از آن، حذف فلزات سمي و پاكسازي محيط زيست و همچنين بازيافت فلزات با ارزش است. اين فرآيند، يك واكنش سريع بين فلز و سطح سلول (اتصال خارج از سلولي) است كه  فلز به سطح ملكول ها مانند پروتئين سطحي مي چسبد. فرآيند هاي بيولوژيكي مرسوم در پاكسازي زيستي فلزات شامل جذب بيولوژيكي، تجمع زيستيو ته نشيني زيستي است. در پژوهش حاضر تلاش بر اين است كه با بهينه سازي شرايط جذب براي ريزجلبك اسپيرولينا به صورت زنده توانايي آن در جذب فلز سنگين سرب از محلول هاي آبي مورد بررسي قرار گيرد. هدف از اين پروژه ارائه ي راهكاري جهت حذف زيستي فلز سنگين سرب با استفاده از روش جذب بيولوژيكي به كمك ريزجلبك اسپيرولينا است. روش ها :  سه پارامتر غلظت جلبك (0.5، 1، 1.5 و 2 گرم بر ليتر)، غلظت سرب (20، 40 و 60 ميلي گرم بر ليتر) و زمان تماس (30، 60، 90، 180 و 360 دقيقه) به عنوان پارامترهاي آزمايش نهايي در نظر گرفته شد. به منظور انجام تست ها، 12 نمونه كشت گذاشته شد. با بررسي ميزان رشد و بعد از رسيدن كشت ها به غلظت مورد نظر سه غلظت سرب به نمونه ها اضافه شده و پس از مدت زمان هاي معين از كشت نمونه برداري شده و ميزان جذب اندازه گيري شد. در ادامه ايزوترم جذب براي تعيين ظرفيت تئوريكي جذب آلاينده رسم شد. يافته ها:بهينه ي رشد در شرايط نور 3000 لوكس و پي اچ 10 رخ داده و ماكزيمم چگالي نوري رشد در اين شرايط 1.421 است. نتايج جذب بيولوژيكي نشان داد كه غلظت هاي بالاتر جلبك ميزان جذب بيولوژيكي بالاتري داشته و ماكزيمم راندمان جذب در غلظت 2 گرم بر ليتر اسپيرولينا به دست آمد. بررسي اثر زمان تماس نشان مي دهد كه با افزايش زمان تماس ميزان جذب بيولوژيكي افزايش يافته و از حدود 180 دقيقه به بعد اين ميزان كاهش مي يابد كه احتمالا به دليل اثر سميت فلز سنگين باقيمانده بر سلول هاي ريزجلبك اسپيرولينا است. حداكثر حذف فلز سنگين سرب در غلظت 2 گرم بر ليتر اسپيرولينا و دوز سرب 20 ميلي گرم بر ليتر در مدت زمان تماس 180 دقيقه به ميزان 81.33 درصد بوده است. نتايج نشان داد كه ايزوترم لانگموير براي فلز سرب، بهتر از ساير مدل‌ها مي‌تواند داده‌هاي آزمايشي را برازش كند. نتيجه گيري: فرايند جذب بيولوژيكي توسط اسپيرولينا شامل دو مرحله ي سريع جذب (20 دقيقه اول) و جذب آهسته در ادامه آن است. راندمان جذب تا حدود دقيقه ي 60 صعودي بوده و پس از آن به تدريج از شيب آن كاسته مي شود. همچنين ميزان جذب بالا در 30 دقيقه ي اول (بيش از 50 درصد جذب بيولوژيكي كل در همه ي نمونه ها) نشان دهنده ي وجود يك مرحله جذب سريع در دقايق اوليه است. دليل جذب سريع در 30 دقيقه ي اول به دليل جذب فيزيكي سريع در سايت هاي فعال سلول جلبك بوده كه به سايت هاي منفي مشهور است و جذب با نيروي الكترو استاتيكي رخ مي دهد.