مطالعه اثربخشی برقراری جریان الکتریسیته در حذف آلودگی باکتری‌های کلیفرمیک از آب رودخانه شهرچای ارومیه
محورهای موضوعی : میکروب شناسی
آیسان رضانژاد
1
,
زهرا غلامحسینی
2
,
نیما رستمی
3
1 - دانشگاه آزاد اسلامی
2 - کارشناسی ارشد، گروه میکروب‌شناسی، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران.
3 - دکتری، گروه میکروبیولوژی، واحد مرند، دانشگاه آزاد اسلامی، مرند، ایران
کلید واژه: گندزدایی, باکتری‌های کلیفرمی, جریان الکتریسیته, رودخانه شهرچای, ارومیه.,
چکیده مقاله :
هدف: گندزدایی آب یکی از مهم‌ترین مراحل تصفیه آب به لحاظ تأمین سلامت مصرف‌کنندگان است. با اینکه روش‌های رایج در تصفیه آب آشامیدنی، می‌توانند به نحو موثری عوامل میکروبی را کنترل نمایند، اما تشکیل محصولات جانبی گندزدایی، روند بکارگیری این روش‌ها را با چالش روبه‌رو کرده است. از سوی دیگر، گندزداهای فیزیکی و شیمیایی اغلب به دلیل کارآیی کم، قیمت بالا و تولید محصولات سمی محدود شده‌اند. در این بین یکی از روش‌هایی که طی سال‌های اخیر در کانون توجه قرار گرفته و توسعه زیادی یافته است، استفاده از جریان الکتریسیته برای حذف آلاینده‌های بیولوژیک آب می‌باشد. لذا، هدف پژوهش حاضر مطالعه و بررسی میزان کارایی و اثربخشی روش برقراری جریان الکتریسیته در حذف جمعیت باکتری‌های کلیفرمی آب رودخانه شهرچای ارومیه است. مواد و روش‌ها: تحقیق حاضر که از نوع توصیفی- مقطعی می‌باشد، در یک بازه زمانی شش ماهه از بهمن ماه سال 98 آغاز و تا تیرماه سال 99 ادامه یافت. فرایند نمونه‌برداری از آب رودخانه شهرچای ارومیه از دو ایستگاه ورودی تصفیه خانه شماره یک و ورودی تصفیه خانه گلشهر انجام شد و نمونه‌ها ظرف مدت 2 الی 4 ساعت به آزمایشگاه منتقل شدند و حضور باکتری‌های کلیفرمی به روش MPN مورد مطالعه و سنجش قرار گرفت. سپس به منظور انجام آزمایش الکترولیز، نخست راکتور الکتروشیمیایی با ولتاژ 220 ولت متشکل از دو الکترود از جنس آهن و آلومینیوم تهیه شد و جریان الکتریکی به مدت 10، 20، 30 و 70 دقیقه برقرار گردید. در ادامه نتایج داده‌ها توسط نرم‌افزار SPSS نسخه 21 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان می‌دهد که میزان کارایی حذف جمعیت باکتری‌های کلیفرمی به منبع آلاینده، مدت زمان، شدت جریان و جنس الکترودها بستگی دارد. مطابق نتایج حاصل، شیب منحنی تغییرات میزان آلودگی میکروبی نمونه‌هایی که در مدت زمان 20 دقیقه تحت شدت جریان ثابت 220 ولت قرار گرفته بودند، کاهش چشمگیری نشان داد. به طوری‌که از میزان بارمیکروبی اکثر نمونه‌ها به میزان 50 درصد کاسته شد. بنابراین، می‌توان گفت که کارایی حذف با افزایش زمان رابطه مستقیم دارد و با افزایش مدت زمان برقراری جریان الکتریکی در نمونه‌ها، میزان حذف باکتری‌های کلیفرمی نیز به صورت معناداری افزایش پیدا می‌کند. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، استفاده از فرایند برقراری جریان الکتریسیته، به عنوان یک روش مناسب با کارایی و راندمان بالا و همچنین سازگار با محیط زیست در گندزدایی آب پیشنهاد می‌گردد.
Purpose: Water disinfection is one of the most important stages of water purification in terms of ensuring the health of consumers. Although common methods in drinking water purification can effectively control microbial factors, the formation of disinfection byproducts has made the process of using these methods a challenge. On the other hand, physical and chemical disinfectants are often limited due to their low efficiency, high price and production of toxic products. In the meantime, one of the methods that has been in the spotlight and developed a lot in recent years is the use of electricity to remove biological pollutants from water. Therefore, the aim of the current research is to study and evaluate the efficiency and effectiveness of the method of establishing the current of electricity in removing the coliform bacteria population in the Shahrchai River of Urmia. Materials and methods: The present research, which is descriptive-cross-sectional, started in a period of six months from February 2018 and continued until July 2019. The water sampling process of Shahrchai River in Urmia was carried out from two stations at the entrance of the No. 1 treatment plant and at the entrance of the Golshahr treatment plant, and the samples were transferred to the laboratory within 2 to 4 hours, and the presence of coliform bacteria was studied and measured by the MPN method. Then, in order to perform the electrolysis test, an electrochemical reactor with a voltage of 220 volts consisting of two electrodes made of iron and aluminum was prepared and the electric current was established for 10, 20, 30 and 70 minutes. Next, the data results were analyzed by SPSS version 21 software. Findings: The results show that the efficiency of coliform bacteria population removal depends on the pollutant source, duration, current intensity and type of electrodes. According to the results, the slope of the curve of changes in the amount of microbial contamination of the samples that were subjected to a constant current of 220 volts for 20 minutes showed a significant decrease. So that the microbial load of most samples was reduced by 50%. Therefore, it can be said that the removal efficiency has a direct relationship with the increase in time, and with the increase in the duration of the electric current in the samples, the removal rate of coliform bacteria also increases significantly. Conclusion: According to the results of this research, the use of the process of establishing the current of electricity is suggested as a suitable method with high efficiency and also compatible with the environment in water disinfection.
1. Poorsaadat L, Jamshidfard AR & Davami, MH. effect of direct electericity curent on water infected with jiardia lablia. Journal of medical research. 2004; 3(1): 65-70. [in persian]
2. Behnam B. Virginia household water quality program: Bacteria and other microorganisms in household water. Virginia Cooperative Extension; 2011: 442-662. [in persian]
3. Ganesh S. A novel yogurt product with Lactobacillus acidophilus. M.Sc. thesis. Louisiana USA; 2006: 50.
4. Gholami M, Nazari SH, Yari AR & Mohseni S. Removal of E. coli and S. aureus from polluted water using electrolysis method with Al-Fe electrodes Tehran University Medical Journal. 2017; 2: 85-95. [in persian]
5. Gholami M, Nazari S, Farzadkia M, Majidi G & Alizadeh Matboo S. Assessment of nanopolyamidoamine-G7 dendrimer antibacterial effect in aqueous solution. Tehran Univ Med J. 2016; 74(3): 159-67. [in persian]
6. Gholampour Azizi I, Hashemi Karouei SM, Esmaeilpour ME & Mohseni R. Disinfection of water contaminated with Vibrio cholerea by electrical current. World Appl. Sciences. 2011; 13(6): 1455-1458. [in persian]
7. Gholami M, Nazari S, Farzadkia M, Mohseni SM, Alizadeh Matboo S, Akbari Dourbash F & et al. Nano polyamidoamine-G7 dendrimer synthesis and assessment the antibacterial effect in vitro. Tehran Univ Med J. 2016; 74(1): 25-35. [in persian]
8. Gheizanzade S & Mafi Gholami R. Removebel of petroleum hydrocarbons from oil effluent by electro-coagulation method. Pajuhan scientific Journal. 2017; 15(2): 5-12. [in persian]
9. Iranian institution for standards and economic research. Physical and Chemical Properties of Drinking Water. Standard Number 1053, 1997, 5th.
10. Iranian institution for standards and economic research. Microbial Properties of Drinking Water. Standard Number 1101,1997, 4th.
11. Kasra Kermanshahi R & Sailani MR. Gram negative bacteria are more sensitive to electric field than gram positive bacteria. In: 4th National Biotechnology Congress of Iran, Kerman, 2005. [in persian]
12. Zhu Z, Deng Q, Zhou H, Ouyang T, Kuang Y, Huang N & Qiao Y (2002). Water pollution and degradation in pearl river Delta, south china. Ambio, 31(3): 226-30.
13. Petrofsky J, Layman M & Chung W. Effect of electrical stimulation on bacterial growth. Med. Sci. Monit. 2005; 20: 1-21.
14. Tanhaei V & Rostami Koshki N. Water Qualitative monitoring of water of Mahabad River in terms of microbiological parameters Based on Protocol 1011 of the National Iranian Standards Organization. NCMBJ. 2018; 8(31): 57-64. [in persian]
15. WHO. Progress on sanitation and drinking-water-2014.
16. Hoseini SA, Amiri Kojuri S & Hashemi SM. effects of electerical current on fungal and bacterial removal from water. Water and wastewater J. 2016; 27(103): 20-25.