Journal of Oceanography

fa مطالعات سینتیک و ایزوترم جذب زیستی فلزات سنگین نیکل و کادمیم توسط باکتری Halobacillus trueperi جداسازی‌شده از پساب کارخانه ورودی به دریای مازندران‌ Kinetic and biosorption isotherm studies on biosorption of nickel and cadmium by using Halobacillus trueperi isolated from factory wastewater entry into the Caspian Sea محيط زيست دريا / آلودگی دریا Marine Environment / Marine pollution پژوهشي Research/ Original/ Regular Article <div style="text-align: justify;">پیشینه و اهداف: دریای مازندران، بوسیله آلودگی های زیادی تحدید می شود، یکی از این الاینده ها ، فلزهای سمی و سنگین هستند، که از طریق رودخانه های آلوده به فاضلاب های شهری و صنایع، وارد دریا می گردند. آلودگی فلزات سنگین در فاضلاب یک نگرانی قابل توجه برای سلامت انسان و محیط زیست است که باعث افزایش تلاش ها برای توسعه روش های حذف کارآمد و پایدار می شود. علی‌رغم تلاش‌های قابل توجه در چند دهه اخیر، ابتکارات تحقیقاتی بیشتر برای رسیدگی جامع به عملکرد بلندمدت و مقیاس‌پذیری عملی روش‌های مختلف جذب و جاذب‌ها برای جذب فلزات سنگین حیاتی است. روش‌ها‌: در این پژوهش باکتری گرم مثبت هالوباسیلوس تروپری جداسازیشده از پساب کارخانهی تولید رنگ بابل ورودی به دریای مازندران، از منظر بیوشیمیایی ، مولکولی  مورد بررسی قرار گرفته، و سپس اثر پارامترهایی مانند pH، درجهی حرارت، غلظت فلز بر بازده حذف یونهای فلزی نیکل و کادمیم بررسی شد. با استفاده از تکنیکهای طیفسنجی تبدیل فوریهی زیرقرمز (FT-IR) و میکروسکوپـــــــی الکترون روبشی (SEM) سطوح درگیر در جذب زیستی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. یافته‌ها: بیشترین مقدار جذب یونهای فلزی کادمیم و نیکل بهوسیلهی باکتری مورد مطالعهدر pH حدود 6 و  7 به ترتیب بود، بهطوریکه در pH های بالاتر در مورد یونهای فلزی بدلیل رسوب یون فلزی، و در pH های پایینتر بدلیل رقابت کاهش جذب مشاهده شد. بهترین دما برای جذب در هر دو فلز حدود 40 درجه سانتی گراد بوده است. بررسی سینتیک نشان داد، فرایند جذب یونهای فلزی در دقایق آغازین واکنش از سینتیک سریعی برخوردار است که به تدریج از شیب آن کاسته میشود. بیشترین میزان حذف یونهای فلزی در 15 دقیقهی اول صورت میگیرد و در بعد از آن فرایند جذب به آرامی ادامه یافته و در مدت زمان 90 دقیقه به تعادل میرسد. این موضوع از آن جهت حایز اهمیت صنعتی است که در مدت زمان کم باکتری میتواند بیشتر فلز ها را از محلول آبی حذف نماید. ایزوترم لانگمویر، توسط دادههای تجربی تعادلی جذب فلزات کادمیم و نیکل را به خوبی توصیف نمود. نتیجه‌گیری: نتایج جذب نشان داد که بیشترین مقدار جذب فلز(ظرفیت جذب بیشینهی جاذب) در حدود 5/0 و 7/0میلیمول برگرم  جاذب خشک است. آنالیز SEM نشان داد، که فلز های مذکور جذب گروه‌های سطحی باکتری گردیدند، به طوریکه بعد از تماس با باکتری فرم شکل سطحی باکتری دچار تغییر گردید. بیشتر جذب فلز ها به صورت غیرفعال است در نتیجه می توان از این جاذب به صورت مرده و غیرفعال نیز استفاده کرد.</div> <div style="text-align: justify;">Background and Objectives: : The Caspian Sea is affected by many pollutants, including toxic and heavy metals, which enter the sea through rivers contaminated with urban and industrial wastewater. Heavy metal contamination in wastewater is a significant concern for human health and the environment, prompting increased efforts to develop efficient and sustainable removal methods. Despite significant efforts in the last few decades, further research initiatives remain vital to comprehensively address the long-term performance and practical scalability of various adsorption methods and adsorbents for heavy metal biosorption Methods: In this study, Halobacillus trueperi bacteria isolated from the waste paint factory Babol were studied molecularly from the perspective of biochemistry. The effects of parameters such as pH, temperature, concentration of metal-on-metal ions, and removal efficiency of nickel and cadmium were investigated. Using the techniques of Fourier transform infrared (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM), effective bio-absorption was analyzed.  Findings: The highest adsorption rate of cadmium and nickel metal ions was observed by bacteria studied at pH of about 6 and 7, respectively, so that higher pH was observed due to metal ion deposition, and lower pH due to reduced adsorption competition. The best temperature for adsorption in both metals was about 40 degrees Celsius. Kinetics showed that the adsorption of metal ions in the opening minutes of rapid reaction kinetics has gradually reduced slope. The highest metal removal is performed in the first 15 minutes and then slowly continued adsorption and equilibrium within 90 minutes. This is especially important in an industry that in a very short time the bacteria can remove more metal from an aqueous solution. Isogram Langmuir described the adsorption of cadmium and nickel metals well by equilibrium experimental data. Conclusion: Results showed that maximum absorption of metal uptake (maximum adsorption capacity of the adsorbent) in about 0/5 and 0/7 mmol per gram (mmol / g) dry absorbent. SEM analysis showed that the metals were absorbed by bacterial surface groups. After contact with the bacterium, the surface shape of the bacterium changed. Most of the adsorption of metals is inactive, so this adsorbent can be used dead and inactive.</div> دریای مازندران, فلزات سمی‌,گروه های سطحی باکتری, حذف میکروبی, نقش pH Caspian sea,Toxic metals, bacterial surface groups, microbial removal, role of pH 99 112 http://joc.inio.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-628-3&slc_lang=fa&sid=1 salman ahmady asbchin سلمان احمدی اسب چین sa.ahmadi@umz.ac.ir 100319475328460015400 100319475328460015400 No univesity of mazandaran دانشگاه مازندران Davood Siamian داود صیامیان گرجی davood_siyamiyan@yahoo.com 100319475328460015401 100319475328460015401 Yes Islamic Azad University Tonekabon Branch, Tonekabon, Iran دانشگاه آزاد اسلامی واحد تنکابن Nasrolahi Omran Nasrolahi Omran آیت نصرالهی عمران ayat51@yahoo.co.in 100319475328460015402 100319475328460015402 No Islamic Azad University Tonekabon Branch, Tonekabon, Iran دانشگاه آزاد اسلامی واحد تنکابن