مقايسه جذب زيستي فلز سنگين كادميم از محلول آبي به‌وسيله دو جلبك قهوه‌اي سيستوسيرا انديكا و فوكوس سراتوس

Comparison Uptake of Cadmium (II) from Aqueous Solution, onto Algae Brown Fucus Serratus and Cystoseira Indica

فلز كادمیم اثرات بدی بر روی اعصاب، كلیه و جنین دارد و همچنین با اثر سرطان‌زایی باعث مرگ می‌شود. جذب زیستی نسبت به روش‌های دیگر حذف فلزات سنگین، مزایایی دارد كه از جمله مهم‌ترین آنها می‌توان به كارایی بالا برای حذف از محلول‌های رقیق، فراوانی حضور آنها در طبیعت و استفاده چند باره از این جاذب‌ها اشاره كرد. در این تحقیق توانایی زی توده خشك دو جلبك قهوه‌ای سیستوسیرا اندیكا و فوكوس سراتوس برای جذب فلز كادمیم مورد برسی قرار گرفت. جلبك سیستوسیرا اندیكا از ساحل دریای عمان و فوكوس سراتوس از ساحل اقیانوس اطلس جمع‌آوری شده است. جلبك‌ها ابتدا خشك شد، سپس سه بار با آب معمولی و پس از آن با آب مقطر بدون یون شستشو داده شد. آنگاه به قطعاتی با قطر 5/0 تا 0/1 میلی‌متر جداسازی شد. برای همه آزمایش‌ها از آب مقطر استفاده شد و به آن میزان مشخص از كادمیم اضافه و آنگاه جلبك افزوده شد. بعد از تماس جلبك وفلز، میزان فلز در محلول قبل و بعد از آزمایش به‌وسیله دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شد. pH بهینه برای جذب فلز كادمیم، برابر 3/0±5/6 و 3/0±5/5 به‌ترتیب برای سیستوسیرا و فوكوس بود. بیشترین میزان جذب فلز در هر دو جلبك درpH اسیدی رخ داد. زمان به تعادل رسیدن جذب فلز به‌وسیله سیستوسیرا و فوكوس به‌ترتیب 360 و 300 دقیقه بود. با استفاده ار معادله ایزوترم لانگمیر، مدل خطی ظرفیت جذب كادمیم به‌وسیله دو جلبك سیستوسیرا و فوكوس 44/58 و 54/95 میلی‌گرم بر گرم وزن خشك جلبك به‌دست آمد. گروه‌های عاملی دخیل در جذب فلز كادمیم در سطح دو جلبك شناسایی شدند. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد جلبك فوكوس كارایی بالاتری در مقایسه با سیستوسیرا در جذب فلز كادمیم دارد.

The cadmium metal not only has detrimental effects on the nervous system, the kidneys, and the human fetus but is also lethal because of its carcinogenic effects. Biological absorption of cadmium has a number of advantages over conventional methods that include high removal efficiency for eliminating heavy metals from dilute solutions, availability and abundance of the required materials in nature, and reproducibility and reusability of the materials. In this study, the biosorption of cadmium (II) ions onto the dry biomass of two brown algae, Cystoseira indica and Fucus serratus, was investigated. Cystoseira indica was collected from the coastal areas of the Oman Sea and Fucus serratus was collected from the coastal area of the Atlantic Ocean. The algae were first dried, washed three times with tap water, and finally washed with distilled water without ions before they were isolated in pieces 0.5-1.5 mm in diameter. In all the experiments, distilled water was used to which known amounts of cadmium were added before the algae were introduced into the solution. The metal ion concentrations in the solution were measured using the atomic absorption spectrophotometer before and after the metal came into contact with the algae. The optimum pH for the adsorption of cadmium was found to be 3/0 ± 5/6 and 3/0 ± 5/5 for Cystoseira indica and Fucus serratus, respectively. The maximum metal uptakes by both algae were observed in acidic pH conditions. The time required for the biosorption of the metal to reach equilibrium was 360 minutes for Cystoseira indica and 300 minutes Fucus serratus. The adsorption capacities for Cystoseira indica and Fucus serratus using the Langmuir isotherm were determined as 44/58 and 54/95 mg /g, respectively. Moreover, the functional groups involved in cadmium uptake in both algae were identified. Finally, the results of this study showed that Fucus serratus algae had a higher capacity for adsorbing cadmium ions than did Cystoseira indica.