مطالعات سینتیک و ایزوترم جذب زیستی فلزات سنگین نیکل و کادمیم توسط باکتری halobacillus trueperi جداسازی‌شده از پساب کارخانه ورودی به دریای مازندران‌

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 جداسازی شده از پساب کارخانه ی تولید رنگ بابل ورودی به دریای مازندران، از منظر بیوشیمیایی ، مولکولی  مورد بررسی قرار گرفته، و سپس اثر پارامتر هایی مانند ph، درجه ی حرارت، غلظت فلز بر بازده حذف یون های فلزی نیکل و کادمیم بررسی شد. با استفاده از تکنیک های طیف سنجی تبدیل فوریه ی زیرقرمز ( ft-ir) و میکروسکوپی الکترون روبشی ( sem ) سطوح درگیر در جذب زیستی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. یافته‌ها: بیش ترین مقدار جذب یون های فلزی کادمیم و نیکل به وسیله ی باکتری مورد مطالعه در ph حدود 6 و  7 به ترتیب بود، به طوری که در ph های بالاتر در مورد یون های فلزی بدلیل رسوب یون فلزی، و در ph های پایین تر 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 یون های فلزی در دقایق آغازین واکنش از سینتیک سریعی برخوردار است که به تدریج از شیب آن کاسته می شود. بیش ترین میزان حذف یون های فلزی در 15 دقیقه ی اول صورت می گیرد و در بعد از آن فرایند جذب به آرامی ادامه یافته و در مدت زمان 90 دقیقه به تعادل می رسد. این موضوع از آن جهت حایز اهمیت صنعتی است که در مدت زمان کم باکتری می تواند بیش تر فلز ها را از محلول آبی حذف نماید. ایزوترم لانگمویر، توسط داده های تجربی تعادلی جذب فلزات کادمیم و نیکل را به خوبی توصیف نمود.نتیجه‌گیری: نتایج جذب نشان داد که بیش ترین مقدار جذب فلز(ظرفیت جذب بیشینه ی جاذب) در حدود 0.5 و 0.7میلی مول بر گرم  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.

kinetic and biosorption isotherm studies on biosorption of nickel and cadmium by using halobacillus trueperi isolated from factory wastewater entry into the caspian sea

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 biosorptionmethods: 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.