دراسة حول الازالة الحيوية للرصاص والكادميوم بوساطة بعض الاحياء المجهرية المفيدة
 التاريخ :  13/01/2020 08:49:11  , تصنيف الخبـر  كلية العلوم
Share |

 كتـب بواسطـة  امال عباس عبيد القره غولي  
 عدد المشاهدات  348




دراسة حول الازالة الحيوية للرصاص والكادميوم بوساطة بعض الاحياء المجهرية المفيدة  


                                    

ناقشت طالبة الماجستير حلا فائز عبد الهادي من كلية العلوم في جامعة بابل رسالتها الموسومة ( الازالة الحيوية للرصاص والكاديميوم بوساطة بعض الاحياء المجهرية المفيدة ) . تضمنت الدراسة استخدام تقنية تحييد بعض الاحياء المجهرية ( الطحالب والفطريات والبكتريا) ودراسة مدى كفاءتها في معالجة بعض الملوثات كالعناصر الثقيلة وتم اختيار عنصري الرصاص والكادميوم لاهميتهما الكبيرة وانتشارهما الواسع في البيئات المائية. تمت عملية التحييد باستخدام مادة ألجينيت الصوديوم وكلوريد الكالسيوم لغرض تكوين خرزات من الكائن الحي المحيد بألجيناتالكالسيوم.استخدمت محاليل قياسية لعنصري الرصاص والكادميوم بتراكيز(10و20و30) جزء في المليون في جميع اختبارات التحييد. تم قياس تراكيز العناصر الثقيلة خلال الدراسة باستخدام جهاز الامتصاص الذري. كما تم قياس طيف الاشعة تحت الحمراء لبيان الارتباط بين العناصر الثقيلة والخلايا المحيدة، في حين استخدم جهاز المجهر الالكتروني الماسح لتصوير عملية الارتباط بين العناصر الثقيلة والخلايا المحييدة. اختيرت ثلاثة كائنات (Chlorella vulgarisوAspergillusnigerو Pseudomonas putida) لاجراء عملية التحييد واختبار قدرتها على معالجة العناصر الثقيلة-الرصاص والكادميوم) في المحاليل المائية. من خلال نتائج هذه الدراسة استخدم الرصاص بتراكيز قياسية (10 و 20 و 30) ملغرام/لتر. 
كانت تراكيز الرصاص بعد المعالجة بهذه الطحالب المحيدة (4.703 و 4.863 و 5.798) ملغرام/لترعىالتوالي مع نسبة إزالة (53 و 76 و 81) ? لكل تركيز ، على التوالي. هذه النتيجة تعني أن تحييد الطحالب سيؤدي عمومًا إلى زيادة العناصر الثقيلة التي راكمتها الكتلة الحيوية ، وتزيد أخيرًا من كفاءة Chlorella vulgaris لإزالة العناصر الثقيلة من المحلول المائي. أظهرت نتائج هذه الدراسة أن تراكيز الكادميوم بعد المعالجة بواسطة Chlorella vulgaris كانت 3.151 ملغرام/لترو 6.935 ملغرام/لترفي النهاية 7.264 ملغرام/لتر عندما كانت التراكيز الأولية قبل المعالجة (10،20 و 30) ملغرام/لترعىالتوالي .
كانت كفاءة إزالة 68 ? للتركيز الأولي 10 ملغرام/لتر ، و 65 ? و 76 ? للتركيزين 20 ملغرام/لترو 30 ملغرام/لترعىالتوالي. تمكنت Chlorella vulgaris من امتصاص عنصر الكادميوم وعلاجه وتقليل تركيزه في محلول مائي يحتوي على الكادميوم بسبب احتواءها على مواقع متخصصة وغير متخصصة للارتباط بعنصر الكادميوم. تم اختيار فطرAspergillusnigerفي هذه الدراسة لدراسة قدرته على المعالجة بعد تحييده. أظهرت نتائج الدراسة الحالية التي استخدمت الفطريات المحيدةلازالة المعادن الثقيلة (الرصاص والكادميوم) من المحاليل المائية ، أن تركيز الرصاص قبل المعالجة كان 10 جزء في المليون وبعد المعالجة كان 6.75 جزء في المليون بينما كان التركيز الأولي قبل المعالجة 20 جزء في المليون والتركيز النهائي بعد العلاج كان 11.6 جزء في المليون في النهاية كان تركيز الرصاص 30 جزء في المليون وبعد المعالجة انخفض إلى 13.9 جزء في المليون.كانت كفاءة إزالةAspergillusnigerللرصاص (32.4و42 و 54)? بسبب قدرة هذه الفطريات على التحلل الأحيائي للرصاص الذي يمثل تقنية جديدة لمعالجة النظم البيئية من بين العديد من الكائنات الحية التي تتواجد بشكل طبيعي في المياه الملوثة ، يمكن لـAspergillusnigerالذي تم اختياره في الدراسة الحالية ، نظرًا لقدرته الذي على التخلص من بعض العناصر الثقيلة من المحلول المائي. كان التركيز الأولي للكادميوم المستخدم في الدراسة الحالية والذي تمت إزالته بواسطةAspergillusnigerالمحيد 10 جزء في المليون و3.7 جزء في المليون هو التركيز النهائي بعد المعالجة بواسطةAspergillusniger، وكان التركيز الثاني 20ppm قبل المعالجة و 6.16 جزء في المليون بعد المعالجة وكان التركيز الثالث 30 جزء في المليون و 8.62 جزء في المليون قبل وبعد المعالجة على التوالي. كانت كفاءة الإزالة في الدراسة الحالية للكادميوم بواسطةAspergillusniger (63و69و71)% للتراكيز الأولية (10 و 20 و 30 ) جزء في المليون على التوالي. قد ترجع كفاءة الإزالة العالية إلى قدرة المجموعات الوظيفية في سطح الخرزعلى الارتباط مع الكادميوم اضافة الى ان زيادة التركيز يؤدي إلى زيادة كفاءة الإزالة نتيجة لزيادة أيونات الكادميوم التي تؤدي إلى إنتاج الضغط على سطح الخرز وزيادة الفاعلية نقل داخل الخرز. تم اختيار بكتريا Pseudomonas putidaللتحييد ومعالجة العناصر الثقيلة. كان التركيز الأولي والنهائي قبل وبعد المعالجة بالرصاص 10 جزء في المليون و 9.88 جزء في المليون قبل وبعد المعالجة على التوالي ، حيث كان تركيز الرصاص قبل المعالجة 20 ملغرام/لتر وبعد المعالجة 18.85 ملغرام/لتر ، وأخيراً كان التركيز 30 جزء في المليون و 27.08 جزء في المليون للرصاص قبل وبعد المعالجة على التوالي. اظهرت النتائج ان كفاءة الإزالة في الدراسة الحالية: 1.13 ? ، 6 ? و 10 ? للتراكيز الأولية: 10 ملغرام/لتر، 20 ملغرام/لتر و 30 ملغرام/لتر.ان كفاءة الإزالة المنخفضة في الدراسة الحالية كانت بسبب ان تركيز الرصاص (Pb + 2) يؤدي إلى تسمم البكتيريا ويزيد من احتمال قتل البكتيريا ويقلل من تركيز الرصاص الذي تم أزالته من المحلول المائي بعد المعالجة بواسطة البكتيريا المحيدة وفقًا لقائمة ASTDR التي تبين ان الرصاص يحتل المركز الثاني في قائمة أولويات المواد ATSDR 2017. في الدراسة الحالية التي استخدمت Pseudomonas putidaالمحيدة لمعالجة الكادميوم بثلاثة تراكيز أولية (10،20 و 30) جزء في المليون بعد المعالجة ، كانت التراكيزالنهائية (1.88و3.88 و 9.12) جزء في المليون على التوالي بسبب الاستيعاب الحيوي والمعالجة الحيوية للبكتريا للكادميوم . بلغت كفاءة إزالة التراكيز الثلاثة (81،81،70)? هذه لأنه تم إثبات أن نوع المركبات الانيونية للمجاميع الفعالة موجودة في سطح الخلية وبالتالي يؤدي إلى الارتباط بشحنة الكاتيونات مسببة إزالة الكادميوم من المحاليل المائية. جميع نتائج FT-IR من الدراسة الحالية ، أثبتت أن عملية الامتصاص الحيوي حدثت بسبب وجود مجموعات الهيدروكسيلوالكربونيل والأميد والكربوكسيل ، وهذا يعني أن المعادن الثقيلة بعد المعالجة مرتبطة بالمجموعة الفعالة المذكورة أعلاه مما أدى إلى تحول الامتصاصية من موقع لآخر. التباين في صور الأطياف يتغير في التجمعات النشطة للخلايا بعد إمتصاص العناصر الثقيلة ، مما اظهر احتمال حدوث امتصاص بيولوجي خلال عملية التبادل الأيوني بدلاً من التراكم. أظهرت الدراسة الحالية روابط المجموعات الوظيفية ، على سبيل المثال ، التبادل الأيوني بين H من كربوكسيل (- COOH) ، هيدروكسيل (- OH) وجمع أمين (- NH2) من الخلايا والمعادن الثقيلة يتم تضمينها أساسا مع سطح امتصاص الحيوي لذلك. أظهرت دراستنا الحالية التي استخدمت المجهر الإلكتروني الماسح أن التغيرات المورفولوجية في الخلايا كانت بسبب الامتصاص الحيوي للمعادن الثقيلة وأن طريقة إجراء الامتصاص الحيوي كانت التبادل الأيوني والمسامية التي وجدت على سطح الخلايا والثغور التي تؤدي إلى الامتصاص والامتزاز الحيويين وبين المعادن الثقيلة على السطح الداخلي وزيادة كفاءة الإزالة.