جذب زیستی و تجمع زیستی کادمیم و نیکل در محلول رقابتی توسط سه جدایه باکتری از خاک آلوده به لجن فاضلاب

محورهای موضوعی : زیست فناوری میکروبی

رحیم محمدزاده کرکرق ¹ (دانشجوی دکتری، دانشگاه شهید چمران اهواز، گروه علوم خاک)
مصطفی چرم ² (دانشیار، دانشگاه شهید چمران اهواز، گروه علوم خاک)
حسین معتمدی ³ (دانشیار، دانشگاه شهید چمران اهواز، گروه زیست شناسی)
علی محبت ⁴ (دانشجوی دکتری، دانشگاه شهید چمران اهواز، گروه پاتوبیولوژی)

تاریخ دریافت : 1393/03/11 تاریخ پذیرش : 1393/06/22 تاریخ انتشار : 1393/07/09

کلید واژه: نیکل, جذب زیستی, کادمیم, تجمع زیستی, باکتری های خاک,

چکیده مقاله :

سابقه و هدف: توده زیستی میکروبی توانایی زیادی برای پالایش فلزات سنگین در محلول های آلوده دارند. این مطالعه با هدف جداسازی و شناسایی باکتری های مقاوم به کادمیوم و نیکل از خاک آلوده به فلزات سنگین و ارزیابی میزان تجمع زیستی و جذب زیستی کادمیوم و نیکل توسط این باکتری ها در محلول های رقابتی حاوی غلظت های مختلف کادمیوم و نیکل انجام شد. مواد و روش ها: در این مطالعه توصیفی، از خاک آلوده به لجن فاضلاب مزارع مجاور تصفیه خانه غرب اهواز نمونه برداری گردید.باکتری های مقاوم به کادمیم و نیکل جداسازی و با آزمون های بیوشیمیایی شناسایی گردیدند. حداقل غلظت بازدارنده کادمیم و نیکل برای این باکتری ها تعیین شد. به منظور بررسی میزان تجمع زیستی و جذب زیستی کادمیم و نیکل، پس از آماده سازی باکتری های زنده یا غیرفعال و نیز محلول های حاوی غلظت مساوی از کادمیم و نیکل، مقادیر این فلزات سنگین به وسیله دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. یافته ها: در این مطالعه باکتری های جداسازی شده به جنس های باسیلوس، استافیلوکوکوس و اکتینومیست تعلق داشتند. از این میان اکتینومیست بیشترین مقدار تجمع زیستی را برای هر دو فلز نشان داد. در غلظت های کمتر مقدار تجمع زیستی کادمیم و نیکل بیشتر از جذب زیستی بود. اما در سطوح آلودگی بالا مقدار جذب زیستی بیشتر بود. در هر دو روش زیست پالایی، باکتری ها توانایی بیشتری برای پالایش کادمیم نسبت به نیکل داشتند. نتیجه‌ گیری: باکتری های موجود در خاک های آلوده به فلزات سنگین مقاومت زیادی در برابر غلظت زیاد این عناصر پیدا می کنند. هر دو روش تجمع زیستی و جذب زیستی پتانسیل بالایی برای پالایش محیط های آبی دارند. با این تفاوت که تجمع زیستی در غلظت های کم و جذب زیستی در غلظت های بالای فلزات کارایی بیشتری دارند.

چکیده انگلیسی:

Background & Objectives: Microbial biomass show high capacity for the remediation of heavy metals in contaminated solutions. This study aimed to isolate and identify the Cd and Ni resistant bacteria from the soils polluted to heavy metals and to evaluate the biosorption & bioaccumulation of these metals in competitive solution. Materials & Methods: In this descriptive study, samples were taken from the soils polluted to waste water of farms nearby the water refinery in west of Ahvaz. The Ca and Ni resistant bacteria were isolated and their identity were clarified using biochemical tests. Next, minimum inhibitory concentration (MIC) of Cd and Ni determined for these bacteria. Following preparation of alive and deactivated bacteria and solutions containing equal amounts of N and Ca, the levels of Ni and Ca were determined using atomic adsorption system to evaluate the levels of biosorption and bioaccumulation. Results: The microorganisms isolated in this study belonged to Bacillus sp., Staphylococcus sp. and Actinomycete sp. Among them, Actinomycete sp. showed the highest absorption activity for these elements. The bioaccumulation was higher than biosorption at low concentrations of the metals but the biosorption was dominant at high pollution levels. In both systems, the bacteria showed higher ability for remediation of Cd in comparison to Ni. Conclusion: The bacteria in the soils polluted to heavy metals showed intensive resistance activity to high concentrations of the elements. Both bioaccumulation and biosorption methods were suitable enough to remediate these metals in aquatic environments. However, the bioaccumulation was more powerful than the second method at low concentrations of the metals whereas biosorption showed more ability at high concentrations of the metals.