گوگردزدایی زیستی دیبنزوتیوفن بهعنوان الگوی ترکیب گوگردی نفت کوره با باکتری تثبیتشده بر پلیاتیلن
محورهای موضوعی : شیمی تجزیهبابک قربانی‎ برناجی 1 , سرور صادقی 2 , فرهاد سلیمی 3
1 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران
2 - استادیار شیمی کاربردی، گروه شیمی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران
3 - استادیار مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران
کلید واژه: سودوموناس آئروژینوزا, گوگردزدایی زیستی, پلیاتیلن, نفت کوره (مازوت), دیبنزوتیوفن,
چکیده مقاله :
در این پژوهش، روش گوگردزدایی زیستی (BDS) با باکتری سودوموناس آئروژینوزا تثبیتشده بر پایه پلیاتیلن برای گوگرد زدایی زیستی دیبنزوتیوفن (DBT) بهعنوان نمونه الگوی گوگردی در نفت کوره (مازوت) بررسی شد. نتایج بهدست آمده برپایه روش طیف سنجی نوری در طول موج 325 نانومتر نشاندهنده حذف زیستی 90/54 درصد از دیبنزوتیوفن در غلظت اولیه mg.l-1 5 در pH برابر با 7 در دمای°C 37 پس از 90 دقیقه زمان تماس با 1/0 گرم از زیست کاتالیست بود. شرایط بهینه بهدست آمده برای نمونه مازوت مورداستفاده قرار گرفت و کاهش کل مقدار گوگرد (TSC) به کمک طیف سنجی فلورسانس پرتو ایکس(XRF) بررسی شد. نتیجه های بهدست آمده نشاندهنده حذف 33/075 درصد از کل ترکیبات گوگرد دار موجود در نمونه مازوت است. مطالعه های سینتیک نشاندهنده فرایند جذب شیمیایی بود و سرعت واکنش از معادله شبهدرجه دوم پیروی می کرد. اطلاعات بهدست آمده از جذب دیبنزوتیوفن بر زیست کاتالیست با همدما فروندلیچ همخوانی داشت. ریخت سطح و گروه های عامل سطحی زیست کاتالیست بهترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و طیفسنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) بررسی شد.
A new biodesulfurization method has been considered using Pseudomonas aeruginosa supported on polyethylene (PE) for biodesulfurization (BDS) of dibenzothiophene (DBT) as heavy fuel oil sulphur compound model. The obtained results according to Spectrophotometric analysis at 325 nm showed that 90.54 % of DBT at the primary concentration about 5 (mg.L-1), pH=7, biocatalyst dosage of 0.1 g, in 37 °C and after 90 min of contact time has been removed. These optimum conditions have been applied for heavy fuel oil (mazut) samples and the biodegradation of their total sulphur content (TSC) has been investigated by X- ray fluorescence spectrometer (XRF). The obtained results revealed that 33.075 % of total sulphur content from mazut sample has been removed. Kinetic study predicted the chemisorption process as the rate determining step, as it followed the pseudo-second-order rate equation. The data for DBT adsorption on biocatalyst fitted to the Freundlich isotherm model. Morphology and surface functional groups of the biocatalyst have been investigated by SEM and FT-IR, respectively.
[1] Leflaive, P.; Lemberton, J.L.; Perot, G.; Mirgain, C.; Carriat, J.Y.; Colin, J.M.; Appl. Catal. A: General. 227, 201-215, 2002.
[2] Brunet, S.; Mey, D.; Pérot, G.; Bouchy, C.; Diehl, F.; Appl. Catal. A General. 278, 143-172, 2005.
[3] Song, C.; Catal. Today. 86, 211-263, 2003.
[4] Díaz, E.; International Microbiol. 7, 173-180, 2010.
[5] Fujikawa, T.; Kimura, H.; Kiriyama, K.; Hagiwara, K.; Catal. Today 111, 188-193, 2006.
[6] Ito, E.; Van Veen, J.R.; Catal. Today 116, 446-460, 2006.
[7] Nuhu, A.A.; Rev. Environ. Sci. Bio. Technol. 12, 9-23, 2013.
[8] Davoodi, F.; Vosoughi, M.; Ziaee, A.A.; Bioresour. Technol. 101, 1102-1105, 2010.
[9] Caro, A.; Boltes, K.; Letón, P.; García-Calvo, E.; Biochem. Eng. J. 35, 191-197, 2007.
[10] Li, W.; Wang, M.D.; Chen, H.; Chen, J.M.; Shi, Y.; Biotechnol. Lett. 28, 1175-1179, 2006.
[11] Aggarwal, S.; Karimi, I.A.; Kilbane, J.J.; Lee, D.Y.; Mol. BioSyst. 8, 2724-2732, 2012.
[12] Li, W.; Zhang, Y.; Wang, M.D.; Shi, Y.; FEMS Microbiol. Lett. 247, 45-50, 2005.
[13] Kilbane, J.J.; Curr. Opin. Biotechnol. 17, 305-314, 2006.
[14] Chen, H.; Zhang, W.J.; Chen, J.M.; Cai, Y.B.; Li, W.; Bioresour. Technol. 99, 3630-3634, 2008.
[15] Li, Y.G.; Gao, H.S.; Li, W.L.; Xing, J.M.; Liu, H.Z.; Bioresour. Technol. 100, 5092-5096, 2009.
[16] Takada, M.; Nomura, N.; Okada, H.; Nakajima-Kambe, T.; Nakahara, T.; Uchiyama, H.; Biotechnol. Lett. 27, 871-874, 2005.
[17] Caro, A.; Boltes, K.; Letón, P.; García-Calvo, E.; Chemosphere. 73, 663-669, 2008.
[18] Fatahi, A.; Sadeghi, S.; Lett. Appl. Microbiol. 64, 370-378, 2017.
[19] Feng, J.; Zeng, Y.; Ma, C.; Cai, X.; Zhang, Q.; Tong, M.; Yu, B.; Xu, P.; Appl. Environ. Microbiol. 72, 7390-7393, 2006.
[20] Shan, G.; Xing, J.; Zhang, H.; Liu, H.; Appl. Environ. Microbiol. 71, 4497-4502, 2005.
[21] Hou, Y.; Kong, Y.; Yang, J.; Zhang, J.; Shi, D.; Xin, W.; Fuel 84, 1975-1979, 2005.
[22] Karimi, A.M.; Sadeghi, S.; Salimi, F.; Ecol. Chem. Eng. S. 24, 371-379, 2017.
[23] Shao, P.; Huang, R.Y.M.; J. Membr. Sci. 287,162-179, 2007.
[24] Rychlewska, K.; Konieczny, K.; Bodzek, M.; Archiv. Environ. Prot. 41, 3-11, 2015.
[25] Dinamarca, M.A.; Ibacache-Quiroga, C.; Baeza, P.; Galvez, S.; Villarroel, M.; Olivero, P.; Ojeda, J.; Bioresour. Technol. 101, 2375-2378, 2010.
[26] Dinamarca, M.A.; Rojas, A.; Baeza, P.; Espinoza, G.; Ibacache-Quiroga, C.; Ojeda, J.; Fuel. 116, 237-241, 2014.
[27] Zhang, H.; Liu, Q.; Li, Y.; Li, W.; Xiong, X.; Xing, J.; Liu, H.; Sci. China Series B: Chem. 51, 69-77, 2008.
[28] Zhang, H.; Shan, G.; Liu, H.; Xing, J.; Surf. Coat. Technol. 201, 6917-6921, 2007.
[29] Guobin, S.; Jianmin, X.; Chen, G.; Huizhou, L.; Jiayong, C.; Lett. Appl. Microbiol.40, 30-36, 2005.
[30] Khorasani, A.C.; Mashreghi, M.; Yaghmaei, S.; Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng. 10, 2-9, 2013.
[31] Jiang, Z.; Hongying, L.U.; Zhang, Y.; Can, L.I.; Chin. J. Catal. 32, 707-715, 2011.
[32] Khorasani, A.C.; Mashreghi, M.; Yaghmaei, S.; Transaction Chem. Chem. Eng. 20, 1929, 2013.
[33] Khorasani, A.C.; Mashreghi, M.; Yaghmaei, S.; J. Environ. Health. Sci. Eng. 12, 98, 2014.
[34] Labana, S.; Pandey, G.; Jain, R.K.; Lett. Appl. Microbiol. 40, 159-163, 2005.
[35] Guobin, S.; Huaiying, Z.; Jianmin, X.; Guo, C.; Wangliang, L.; Huizhou, L.; Biochem. Eng. J. 27, 305-309, 2006.
[36] Lagergren, S.; K Svenska Vetenskapsakademiens Handl. 24, 1-39, 1898.
[37] Ho, Y.S.; McKay, G.; Process biochem. 34, 451-465, 1999.
_||_[1] Leflaive, P.; Lemberton, J.L.; Perot, G.; Mirgain, C.; Carriat, J.Y.; Colin, J.M.; Appl. Catal. A: General. 227, 201-215, 2002.
[2] Brunet, S.; Mey, D.; Pérot, G.; Bouchy, C.; Diehl, F.; Appl. Catal. A General. 278, 143-172, 2005.
[3] Song, C.; Catal. Today. 86, 211-263, 2003.
[4] Díaz, E.; International Microbiol. 7, 173-180, 2010.
[5] Fujikawa, T.; Kimura, H.; Kiriyama, K.; Hagiwara, K.; Catal. Today 111, 188-193, 2006.
[6] Ito, E.; Van Veen, J.R.; Catal. Today 116, 446-460, 2006.
[7] Nuhu, A.A.; Rev. Environ. Sci. Bio. Technol. 12, 9-23, 2013.
[8] Davoodi, F.; Vosoughi, M.; Ziaee, A.A.; Bioresour. Technol. 101, 1102-1105, 2010.
[9] Caro, A.; Boltes, K.; Letón, P.; García-Calvo, E.; Biochem. Eng. J. 35, 191-197, 2007.
[10] Li, W.; Wang, M.D.; Chen, H.; Chen, J.M.; Shi, Y.; Biotechnol. Lett. 28, 1175-1179, 2006.
[11] Aggarwal, S.; Karimi, I.A.; Kilbane, J.J.; Lee, D.Y.; Mol. BioSyst. 8, 2724-2732, 2012.
[12] Li, W.; Zhang, Y.; Wang, M.D.; Shi, Y.; FEMS Microbiol. Lett. 247, 45-50, 2005.
[13] Kilbane, J.J.; Curr. Opin. Biotechnol. 17, 305-314, 2006.
[14] Chen, H.; Zhang, W.J.; Chen, J.M.; Cai, Y.B.; Li, W.; Bioresour. Technol. 99, 3630-3634, 2008.
[15] Li, Y.G.; Gao, H.S.; Li, W.L.; Xing, J.M.; Liu, H.Z.; Bioresour. Technol. 100, 5092-5096, 2009.
[16] Takada, M.; Nomura, N.; Okada, H.; Nakajima-Kambe, T.; Nakahara, T.; Uchiyama, H.; Biotechnol. Lett. 27, 871-874, 2005.
[17] Caro, A.; Boltes, K.; Letón, P.; García-Calvo, E.; Chemosphere. 73, 663-669, 2008.
[18] Fatahi, A.; Sadeghi, S.; Lett. Appl. Microbiol. 64, 370-378, 2017.
[19] Feng, J.; Zeng, Y.; Ma, C.; Cai, X.; Zhang, Q.; Tong, M.; Yu, B.; Xu, P.; Appl. Environ. Microbiol. 72, 7390-7393, 2006.
[20] Shan, G.; Xing, J.; Zhang, H.; Liu, H.; Appl. Environ. Microbiol. 71, 4497-4502, 2005.
[21] Hou, Y.; Kong, Y.; Yang, J.; Zhang, J.; Shi, D.; Xin, W.; Fuel 84, 1975-1979, 2005.
[22] Karimi, A.M.; Sadeghi, S.; Salimi, F.; Ecol. Chem. Eng. S. 24, 371-379, 2017.
[23] Shao, P.; Huang, R.Y.M.; J. Membr. Sci. 287,162-179, 2007.
[24] Rychlewska, K.; Konieczny, K.; Bodzek, M.; Archiv. Environ. Prot. 41, 3-11, 2015.
[25] Dinamarca, M.A.; Ibacache-Quiroga, C.; Baeza, P.; Galvez, S.; Villarroel, M.; Olivero, P.; Ojeda, J.; Bioresour. Technol. 101, 2375-2378, 2010.
[26] Dinamarca, M.A.; Rojas, A.; Baeza, P.; Espinoza, G.; Ibacache-Quiroga, C.; Ojeda, J.; Fuel. 116, 237-241, 2014.
[27] Zhang, H.; Liu, Q.; Li, Y.; Li, W.; Xiong, X.; Xing, J.; Liu, H.; Sci. China Series B: Chem. 51, 69-77, 2008.
[28] Zhang, H.; Shan, G.; Liu, H.; Xing, J.; Surf. Coat. Technol. 201, 6917-6921, 2007.
[29] Guobin, S.; Jianmin, X.; Chen, G.; Huizhou, L.; Jiayong, C.; Lett. Appl. Microbiol.40, 30-36, 2005.
[30] Khorasani, A.C.; Mashreghi, M.; Yaghmaei, S.; Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng. 10, 2-9, 2013.
[31] Jiang, Z.; Hongying, L.U.; Zhang, Y.; Can, L.I.; Chin. J. Catal. 32, 707-715, 2011.
[32] Khorasani, A.C.; Mashreghi, M.; Yaghmaei, S.; Transaction Chem. Chem. Eng. 20, 1929, 2013.
[33] Khorasani, A.C.; Mashreghi, M.; Yaghmaei, S.; J. Environ. Health. Sci. Eng. 12, 98, 2014.
[34] Labana, S.; Pandey, G.; Jain, R.K.; Lett. Appl. Microbiol. 40, 159-163, 2005.
[35] Guobin, S.; Huaiying, Z.; Jianmin, X.; Guo, C.; Wangliang, L.; Huizhou, L.; Biochem. Eng. J. 27, 305-309, 2006.
[36] Lagergren, S.; K Svenska Vetenskapsakademiens Handl. 24, 1-39, 1898.
[37] Ho, Y.S.; McKay, G.; Process biochem. 34, 451-465, 1999.