حذف زیستی ترکیبات سمی خاک و آب‌های آلوده با روش تثبیت سلولی در کشور

گروه علمی «تیتریک»،علی پرتوی نیا، دانشجوی دوره دکتری مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه علم و صنعت ایران در رساله دکتری خود که آن را با راهنمایی دکتر فرشته نعیم پور ارائه کرده، موفق به این مهم شده است.

در این رساله دکتری آمده است: اخیراً، حذف ترکیبات پلی ‌سیکلیک ‌آروماتیک، به عنوان گروه مهمی از ترکیبات رایج و سمی موجود در خاک و آب‌های آلوده، مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق، حذف‌ زیستی فنانترن به عنوان آلاینده مدل توسط یک کنسرسیوم میکروبی به‌ دست آمده از لجن فعال سازگار شده با فنل، با استفاده از دو سامانه سلول‌های آزاد و تثبیت‌ شده در پلیمر پلی وینیل الکل با روش تله‌اندازی انجماد- آب‌ شدن برای دو فاز آبی و دوغابی بررسی و مقایسه شده است.

در دو فاز آبی و دوغابی به ترتیب در غلظت‌های کمتر از ppm 250 و mg/kg 500، حذف‌ زیستی کامل فنانترن به عنوان تنها منبع کربن و انرژی توسط کنسرسیوم میکروبی مورد استفاده در دو سامانه مشاهده شد، در حالی‌که در غلظت‌های بالاتر تا ppm (mg/kg) 2000، عملکرد سامانه تثبیت شده در مقایسه با آزاد بهبود نشان می‌دهد و در برخی غلظت‌ها میزان تجزیه‌ زیستی تا 20 درصد افزایش یافته است. به‌ علاوه تجمع کمتر متابولیت‌ها در سامانه تثبیت ‌شده در مقایسه با سلول آزاد مشاهده شد که این مسأله از لحاظ زیست محیطی دارای اهمیت است.

همچنین در این رساله، رابطه‌ای بین میزان تجزیه ‌زیستی فنانترن و غلظت اولیه آن ارائه شده که ضمن تطابق با نتایج آزمایشگاهی، می‌تواند میزان ظرفیت تجزیه‌ زیستی را به خوبی پیش‌بینی ‌کند. استفاده از سورفکتانت توئین 80 در محدوده 20 تا mg/L 1000، موجب کاهش قابل توجه میزان تجزیه‌ زیستی فنانترن و رشد توده سلولی شده است. در دما و pH غیر بهینه، سامانه تثبیت ‌شده عملکرد قابل توجهی در حذف ‌زیستی فنانترن داشته، به طوری که در شرایط اسیدی که عمدتاً خاک‌های آلوده به هیدروکربن‌های نفتی با آن مواجه است، میزان حذف آلاینده حدوداً 2.5 برابر سامانه سلول آزاد است.

نتایج استفاده مجدد از سلول‌های تثبیت‌ شده در حامل‌ پلی وینیل الکل طی 9 دوره متوالی هفت روزه برای حذف ‌زیستی ppm 500 فنانترن در فاز آبی بیانگر عملکرد موفق این سامانه است.

با توجه به نتایج به‌ دست آمده حامل‌ پلی‌ وینیل الکل می‌تواند جایگزین مناسبی برای سامانه سلول‌های آزاد در دو فاز آبی و دوغابی در غلظت‌های بالای آلاینده و همچنین شرایط محیطی مختلف و به‌ طور خاص غیر بهینه باشد.