جذب زيستي سرب و مس توسط باكتري‌ مقاوم به فلزات سنگين به كمك اسپكتروفتومتر تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR)

Biosorption of Lead and Copper by Heavy Metal Resistance Bacterium using Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FT IR)

زمينه و هدف: آلودگي محيط زيست به فلزات سنگين سرب و مس به‌واسطه فعاليت‌هاي بشر در حال افزايش است. از مناسب‌ترين روش‌ها براي حذف اين فلزات از محيط زيست، حذف باكتريايي مي‌باشد. هدف اين پژوهش جداسازي باكتري‌ها و بررسي مكانيسم حذف زيستي سرب و مس بود. روش بررسي: پس از جمع آوري پساب آلوده، باكتري‌هاي مقاوم به فلزات سنگين جداسازي شدند. جدايه‌ها با بيشترين مقاومت به سرب و مس براي ادامه كار انتخاب شدند. حذف زيستي فلزات توسط باكتري‌هاي جدا شده به كمك دستگاه اسپكتروفتومتر جذب اتمي بررسي شد. تعيين گروه‌هاي عاملي موثر در حذف زيستي فلزات سنگين با FT-IR انجام شد. همچنين از روش حذف پلاسميد براي تعيين جايگاه ژن‌هاي مقاومت به فلزات سنگين استفاده شد. يافته‌ها: تعداد ده جدايه باكتريايي مقاوم به فلز سنگين جداسازي شد. از ميان باكتري‌هاي جداشده، جدايه MKH3 با بيشترين درصد حذف توانست به ترتيب 90 و 92 درصد سرب و مس را از محيط كشت حذف كند. بررسي مكانيسم جذب در MKH3 نشان داد كه گروه‌هاي عاملي نظير كربوكسيل، آميد، كربونيل و هيدروكسيل در حذف فلزات سنگين از محيط رشد موثر بود. نتايج نشان داد كه ژن‌هاي مقاومت به فلزات سنگين ممكن است در DNA پلاسميدي واقع شده باشد. هم‌چنين شناسايي ملكولي نشان داد كه MKH3 با 98 درصد هومولوژي مشابه با انتروباكتر هورميچيي است. نتيجه گيري: باكتري جداشده از مناطق آلوده، توانايي حذف مقادير زياد سرب و مس را داشت. بنابراين MKH3 مي‌تواند در تصفيه پساب صنايع و پاكسازي مناطق آلوده به فلزات سنگين به ويژه سرب و مس استفاده شود. واژه‌هاي كليدي: جذب زيستي، باكتري، سرب، مس، FT-IR

Background and Objectives: Contamination of environment to lead and copper is rising due to human activities. One of the best methods to remove heavy metals from the environment is bacterial remediation. This study aimed to isolate bacteria and investigate the mechanism of lead and copper bioremediation. Material and Methods: Heavy metal resistant bacteria were isolated from contaminated wastewater samples. The isolates with high resistance to lead and copper were selected for further studies and bioremediation was assessed by atomic absorption spectrophotometer. To determine the functional groups to remove metals, FT-IR was employed. In addition, plasmid curing was studied to determine the location of the genes that are resistance to heavy metals. Results: Ten bacterial isolates that are resistance to heavy metals were isolated. Among these, MKH3 with the highest remediation activity removed %90 lead and %92 copper from the growth medium. The absorption mechanism of MKH3 indicated that the functional groups such as carboxyl, amide, carbonyl and hydroxyl were most effective for removal of heavy metals from the growth medium. The results revealed that heavy metal resistant genes may be located on plasmid DNA. Furthermore, molecular identification demonstrated that MKH3 was similar to Enterobacter hormaechei with 98% homology. Conclusion: Bacterium isolated from a contaminated site showed the ability to remove a high amount of lead and copper. Thus, MKH3 could be useful for the bioremediation of heavy metals, particularly lead and copper, from industrial wastewater and contaminated sites. Keywords: Biosorption, Bacteria, Lead, Copper, FT-IR