عنوان پایان‌نامه
پاکسازی زیستی برای حذف همزمان هیدروکربن ها و فلزات سنگین با استفاده از قارچ گنودرما
- رشته تحصیلی
- بیوتکنولوژی-میکروبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71796;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71796
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- حمزه شجاع اورتکند
- استاد راهنما
- فاطمه یزدیان, محمد میردریکوند
- چکیده
- در این پژوهش، امکان استفاده از قارچ گنودرما لوسیدوم (یک بازیدیومیست)، به عنوان جاذب زیستی برای جذب همزمان دو فلز سنگین کادمیوم و کروم و هیدروکربن چند حلقه‌ای فنانترن بررسی شد. ابتدا عوامل تاثیرگذار و عملیاتی در فرایند انتخاب گردید و سپس آزمایش‌های لازم برای بهینه سازی جذب با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM)، طراحی و اجرا شد. نتایج جذب سطحی فلز با دستگاه پتانسیواستات نیز ارزیابی گردید. درصد جذب فلزات سنگین کادمیوم و کروم و هیدروکربن فنانترن به ترتیب با روش طیف سنجی جذب اتمی و HPLC تعیین شد. نتایج آزمایشات جذب سطحی جداگانه برای هر یک از سه آلاینده نشان داد که شرایط بهینه برای جذب سطحی کادمیوم و کروم در غلظت ml100/g35/0 از بیومس و ppm400 از فلز به ترتیب با میزان جذب 59% و 44/81% بود و بالاترین جذب سطحی فنانترن به میزان 41/62% در غلظت ml100/g35/0 از بیومس و غلظت ppm1 از هیدروکربن بدست آمد. میزان جذب برای کروم، کادمیوم و فنانترن در شرایط حضور هم زمان سه آلاینده در فلاسک به ترتیب 31/55%، 35/82%، 43/70% بود. در آزمایشات شرایط همزمان در فرمانتور 5 لیتری، درصد جذب کادمیوم، کروم و فنانترن به ترتیب 44/63%، 31/88% و 44/82% بود. مطالعات میکروسکوپی FTIR بر روی جاذب، وجود گروه های عاملی موثر در جذب را نشان داد. نمودار‌های بررسی اثر متقابل متغیر‌ها نشان داد که راندمان جذب کادمیوم و فنانترن کاملا وابسته به غلظت جاذب است. این در حالی است که راندمان جذب برای کروم مستقل از مقدار جاذب مصرفی می باشد. این نتایج به خوبی با مدل ایزوترم فرندلیش انطباق داشتند که می‌تواند ناشی از چند لایه‌ای بودن فرایند جذب و ناهمگن بودن سطح جاذب باشد. بر اساس طبقه بندی گیلز، فرایند جذب کادمیوم در گروه S1 و فرایند جذب کروم و فنانترن در دسته S3 قرار می‌گیرد.
- Abstract
- Heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are the main environmental contaminants having severe risks to human health and environment. In this study, Ganoderma lucudium, a basidiomycetes, was used for biosorption of two heavy metals, cadmium and chromium, and a polycyclic aromatic hydrocarbon, phenanthrene. Optimization experiments of biosorption was designed using response surface methodology (RSM). Surface absorption of cadmium and chromium was measured by potentiostat. Absorption of heavy metals and phenanthrene were determined by atomic absorption spectrometry (ASS) and HPLC, respectively. Functional groups of absorbence investigated by FTIR microscopy. Absorption results in separate experiments for each pollutant showed that the optimum biosorption conditions for cadmium and chromium occurred in 0.35g/100ml of biomass and 400ppm of heavy metal, having 59 and 81.44 percent of absorption rate, respectively. The highest sorption of phenanthrene was 62.41 percent in 0.35g/100ml of biomass and 1ppm of hydrocarbon. The optimum condition of biosorption in the simultaneous presence of all three contaminants was 55.31, 82.35, 70.43 percent for cadmium, chromium and phenanthrene in the flask experiments. At the same condition in 5-liter fermentor, absorption of cadmium, chromium and phenanthrene was 63.44, 88.31 and 82.44 percent, respectively. The absorption efficiency of cadmium and phenanthrene was dependent on the concentration of absorbent but this was independent for chromium. The sorption results were adapted to Freundlich isotherm model showing multi-layered process of absorption and heterogeneous absorbent surface. Cadmium absorption process took place in Giles category S1 and chromium and phenanthrene positioned in the S3 category.
