بهینه‌سازی فرآیند حذف رنگزا از پساب‌ رنگی با استفاده از باکتری نمک‌دوست هالوموناس سویه d2 در کشت ایستا

سابقه و هدف: امروزه پساب صنعت‌های مختلف شامل مواد معدنی و آلی خطرناک از جمله ترکیب‌های آروماتیک نظیر فنول‌ها، فلز‌های سنگین و رنگزا‌ها می‌باشند که بیشتر در غلظت‌های خیلی کم نیز سبب سرطان و مسمومیت می‌شوند. با توجه به روند افزایشی این آلاینده‌ها و بویژه ترکیب‌های رنگزا در محیط‌زیست، مطالعه و توسعه روش‌های جلوگیری از ورود و یا حذف این آلاینده‌ها دارای اهمیت می‌باشد. تولوئیدین قرمز یک رنگزا دارای گروه آزو است که بطور گسترده در صنایع نساجی برای رنگ آمیزی الیاف سلولزی استفاده می‌شود. ب‌طور کلی روش‌های مختلف شیمیایی، فیزیکی، زیستی، نوری و یا تلفیقی برای حذف انواع آلاینده‌ها و رنگزا‌ها از محیط‌زیست وجود دارد. در سال‌های اخیر روش‌‌های زیست‌پالایی نظیر تجزیه‌زیستی بعنوان یک روش کارآمد برای حذف این آلاینده‌ها مورد توجه قرار گرفته است. از این‌رو، هدف‌های مطالعه حاضر، شامل بررسی میزان حذف رنگزا تولوئیدین قرمز از یک پساب رنگزای سنتزی، بررسی متغیرهای اثرگذار بر میزان حذف‌زیستی و بهینه‌سازی با استفاده از تکنیک سطح پاسخ می‌باشد که برای این بررسی باکتری نمک‌دوست هالوموناس سویه d2 مورد استفاده قرار گرفته است. مواد و روش ها: در این تحقیق، بررسی وضعیت تاثیرگذاری متغیرها و بهینه‌سازی شرایط عملکردی با استفاده از روش آماری و نرم‌افزار design-ex نسخه 7 انجام شده و میزان تجزیه‌زیستی رنگزا با در نظر گرفتن 30 آزمایش با استفاده از روش رویه پاسخ (rsm) و طرح ترکیب مرکزی (ccd) بررسی شده است. با توجه به منبع‌های مطالعاتی و تحقیق‌های انجام شده قبلی در این راستا که بصورت یک عامل در یک زمان (ofat) انجام شده‌اند، اثر 4 متغیر غلظت رنگزا (ppm 30-10)، غلظت نمک (10-%2)، ph (5/9-5/5) و دما (40-20) در حذف‌زیستی رنگزا مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌های حذف‌زیستی در فاز آبی برای یک پساب سنتزی مدل، در مقیاس ارلن و کشت ایستا در انکوباتور برای مدت زمان 10 روز انجام شده است. در ادامه تجزیه و تحلیل نتایج با روش آنالیز واریانس انجام شده است.نتایج و بحث: بر طبق نتایج به‌دست آمده و آنالیز واریانس، از بین 4 فاکتور انتخابی دو متغیر غلظت نمک و دما بیشترین تاثیر در میزان حذف‌زیستی رنگزا توسط باکتری در محدوده انتخابی داشته‌اند و همین‌طور با توجه به نتایج آنالیز آماری می‌توان گفت که غلظت رنگزا و ph احتمالاً اثرگذار بوده‌اند. همچنین اثر های متقابلی مربوط به غلظت رنگزا و ph، غلظت نمک و ph،  غلظت نمک و دما (در سطح 5%) بر میزان تجزیه‌زیستی پساب رنگی تاثیرگذار می‌باشد. از طرفی بیشترین میزان حذف‌زیستی رنگزا در پایان روز دهم معادل %62/4 محاسبه شد و شرایط بهینه برای بیشترین حذف‌زیستی رنگزا در این روز درph  معادل 8/5 و دمای 35 درجه سانتی‌گراد، غلظت نمک و رنگزا به ترتیب معادل %4 و ppm 16/8 به‌دست آمده است. در ادامه با استفاده از روش سطح پاسخ، تابع چند جمله‌ی درجه دوم برای میزان درصد حذف رنگزا از پساب در مدت زمان 10 روز با ضریب تعیین d2 معادل 0/95 بیان شد. همچنین متوسط خطا در بررسی میزان تجزیه‌زیستی پساب رنگزا با استفاده از مدل مطرح شده و داده‌های آزمایشگاهی بطور متوسط 9/9 درصد محاسبه شد.نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج، تابع درجه دوم پیشنهادی در این تحقیق برای باکتری نمک‌دوست هالوموناس سویه d2 در حذف‌زیستی رنگزای تولوئیدین قرمز، می‌تواند بعنوان یک مدل با دقت بالا و قابلیت پیش‌بینی موثر شرایط مختلف، مورد استفاده قرار گیرد. همچنین باکتری هالوموناس سویه d2 در این تحقیق، مشابه نتایج به‌دست آمده از تحقیق قبلی ما با استفاده از سویه gb توانایی بالایی در تجزیه‌زیستی رنگزا در محیط‌های نامساعد و شور نشان داد، با این تفاوت که شرایط بهینه متفاوت بوده و سویه d2 برای استفاده در محیط‌های بازی پیشنهاد می‌شود.