حذف دوتایی فلزهای سنگین کادمیم و نیکل به‌وسیله باکتری جداسازی شده از پساب کارخانه صنایع فولاد و بررسی پارامترهای موثر در حذف آن‌ها و مطالعه روش سطح پاسخ rsm

در دو دهه اخیر، آلودگی محیط زیست بوسیله فلزات سنگین افزایش یافته و تجمع این آلودگی‌ها در اکوسیستم های آبی خطرات زیادی را برای سلامت انسان‌ها، حیوانات، گیاهان و همچنین محیط‌زیست به همراه داشته‌است. از کادمیم و نیکل به عنوان فلزاتی که دارای خاصیت سمی و سرطانی است، یاد می‌گردد. در این تحقیق به جداسازی باکتری‌هایی از کارخانه صنایع فولاد و چشمه آب گرم لاویج استان مازندران، پساب کارخانه سوسیس و کالباس رمه استان گلستان، که دارای توانایی جذب‌زیستی کادمیم و نیکل می‌باشد، پرداخته شده است. در ادامه فرایند بهینه‌سازی جذب زیستی (اثر پارامتر هایی مانند: دما، غلظت فلز ها، مقدار باکتری، ph ...) بررسی گردید. بر اساس نتایج فوق، بهترین جدایه برای حذف این فلز ها مورد استفاده قرار گرفته است. یافته‌های بیوشیمیایی، ریخت شناسی، و مولکولی نشان از نزدیکی جدایه منتخب به جنس باسیلوس داشته است. با توجه به تست حداقل غلظت مهاری، باکتری باسیلوس منتخب، تا غلظت ppm1500 از کادمیم و ppm2200 از نیکل مقاومت نشان داده است. بهینه ph برای حذف فلز های کادمیم، نیکل بوسیله باکتری منتخب به ترتیب، 6.5، 5.5 بوده و راندمان جذب فلز های کادمیم ، نیکل به ترتیب 0.72،  0.63 میلی مول بر گرم بوده است. درجه حرارت بهینه برای حذف فلز کادمیم، نیکل بوسیله باکتری باسیلوس 45 درجه سلسیوس است. ایزوترم جذب برای هر دو فلز به ایزوترم لانگمویر شباهت داشته که نشان از تک لایه بودن فرایند جذب سطحی دارد و سینتیک آن مطابق مدل سینتیک درجه دوم است و مقدار بهینه بیومس باکتری باسیلوس 1.5 گرم بر لیتر بدست آمده است. جدایه منتخب دارای ویژگی‌های مناسب برای استفاده در مقیاس حقیقی و صنعتی حاوی فلز های مذکور می باشد.

binary removal of heavy metals cadmium and nickel by bacteria isolated from the wastewater of steel industry factory and investigation of effective parameters in their removal and study of rsm response surface methodology

in the last two decades, environmental pollution by heavy metals has increased, and the accumulation of these pollutants in aquatic ecosystems has brought many risks to the health of humans, animals, plants, and the environment. cadmium and nickel can be mentioned as metals that have very toxic and carcinogenic properties. in this research, the isolation of bacteria from the steel industry factory in sari, the effluent of the sausage factory in golestan province, and the lavij hot spring in mazandaran, which have the ability to uptake heavy metals cadmium and nickel, were investigated. in the following, the optimization process of biological adsorption (the effect of parameters such as: temperature, concentration of metals, dosage of bacteria, ph...) was investigated. based on the above results, the best isolate was used to remove these metals. biochemical, morphological, and molecular findings have shown the closeness of the selected isolate to the genus bacillus. according to the minimum inhibitory concentration test of the selected bacillus bacteria, this isolate was resistant to a concentration of 1500 ppm of cadmium and 2200 ppm of nickel. the optimum ph for the removal of cadmium and nickel metals by the selected bacteria was 6.5 and 5.5, respectively, and the adsorption efficiency of cadmium and nickel metals was 0.72 and 0.63 mmol/g, respectively. the temperature for the removal of cadmium and nickel by bacillus bacteria was about 45 degrees celsius. the adsorption isotherm for both metals is similar to the langmuir isotherm, which shows that the surface adsorption process is single-layer, and its kinetics is according to the second-order kinetic model, and the optimal amount of bacillus bacteria biomass is about 1.5 g/liter. the selected isolate has suitable characteristics for use in real and industrial scale containing the mentioned metals.