بهينه‌سازي جذب زيستي مالاشيت گرين از محلول‌هاي آبي با استفاده از ريزجلبك‌هاي سبز

Optimizing of Malachite Green Biosorption by Green Microalgae from Aqueous Solutions

در مطالعه حاضر، از ريزجلبك‌هاي سبز Scenedesmus quadricauda و Chlorella vulgaris براي بهينه‌سازي شرايط در جذب زيستي مالاشيت گرين استفاده شد. در اين آزمايش‌ها تاثير همزمان 4 فاكتور اصلي غلظت اوليه مالاشيت گرين (2، 6 و 10 ميلي‌گرم بر ليتر)، pH اوليه محلول حاوي مالاشيت گرين (3، 5/4 و 6)، وزن زيتوده جلبك‌‌ها (40، 80 و 120 ميلي‌گرم بر ليتر) و مدت زمان انجام آزمايش (10، 50 و 90 دقيقه) بر بازده حذف مالاشيت گرين با استفاده از روش باكس- بنكن ارزيابي شد. آناليز واريانس داده‌هاي آزمايش طرح رويه‌هاي پاسخ براي اعتبارسنجي مدل پيشنهادي انجام گرفت. سپس، معادله‌هاي چندمتغيره مرتبه دوم و مدل‌هاي درجه دوم براي تعيين رابطه بين بازده حذف مالاشيت گرين و 4 فاكتور موثر مستقل ارايه شدند. ضريب همبستگي بالا (99/0 < )، مقدار P-value معني‌دار (0001/0 > ) و مقدار آماره LoF بي‌معني (05/0 < ) نشان‌دهنده دقت بالا و اعتبار مدل پيشنهادي به منظور پيش‌بيني بازده حذف مالاشيت گرين از طريق S. quadricauda و C. vulgaris از محلول‌هاي آبي‌اند. از اين‌ رو، اين مدل‌ها به منظور آناليزهاي بعدي استفاده شدند. بر اين اساس براي هر دو جاذب، بازده حذف مالاشيت گرين همواره با كاهش غلظت اوليه مالاشيت گرين از 10 به 2 ميلي‌گرم بر ليتر، افزايش pH اوليه محلول حاوي مالاشيت گرين از 3 به 6، زيتوده جلبك‌ها به صورت تقريبي از 40 تا 100 ميلي‌گرم بر ليتر و مدت زمان انجام آزمايش از 10 تا 90 دقيقه افزايش نشان داد. ظرفيت جذب زيستي C. vulgaris و S. quadricauda به ترتيب 17/57 و 49/68 ميلي‌گرم بر گرم اندازه‌گيري شد.

The present study was carried out to optimize the various conditions for biosorption of malachite green (MG) ions onto Scenedesmus quadricauda and Chlorella vulgaris biomass by applying Response Surface Method (RSM). The effects of process parameters such as initial MG concentration (2, 6 and 10 mg/L), initial solution pH (3, 4.5 and 6), algae amount (40, 80 and 120 mg/L), and contact time (10, 50 and 90 min) on the dye biosorption were analyzed using three-level Box-Behnken design. The analysis of variance (ANOVA) for removal efficiency of MG ions for S. quadricauda and C. vulgaris was used in order to validity a model. Then, the second-order polynomial analysis and quadratic model were employed to find out the relationship between removal efficiency of MG and four independent variables. The high R2 values, insignificant lack-of-fit P-values, and significant models P-value indicating high adequacy and validity of models in predicting the MG removal percentage by S. quadricauda and C. vulgaris. Therefore, these models were used for further analysis. On this basis, the MG removal efficiency onto these algae was increased with a decrease in initial MG‏ concentration from 2 to 10 mg/L, and an increase in initial solution pH 3 to 6, biomass amount nearly 40 to 100 mg/L, and contact time of reaction from 10 to 90 min. Absorption capacity of S. quadricauda and C. vulgaris were measured 68.49 and 57.17 mg/g, respectively.