جذب زيستي و تجمع زيستي كادميم و نيكل در محلول رقابتي توسط سه جدايه باكتري از خاك آلوده به لجن فاضلاب

Biosorption and bioaccumulation of Cd and Ni in competitive solution by three bacteria isolated from polluted soils to sewage sludge

سابقه و هدف: توده زيستي ميكروبي توانايي زيادي براي پالايش فلزات سنگين در محلول هاي آلوده دارند. اين مطالعه با هدف جداسازي و شناسايي باكتري هاي مقاوم به كادميوم و نيكل از خاك آلوده به فلزات سنگين و ارزيابي ميزان تجمع زيستي و جذب زيستي كادميوم و نيكل توسط اين باكتري ها در محلول هاي رقابتي حاوي غلظت هاي مختلف كادميوم و نيكل انجام شد. مواد و روش ها: در اين مطالعه توصيفي، از خاك آلوده به لجن فاضلاب مزارع مجاور تصفيه خانه غرب اهواز نمونه برداري گرديد. باكتري هاي مقاوم به كادميم و نيكل جداسازي و با آزمون هاي بيوشيميايي شناسايي گرديدند. حداقل غلظت بازدارنده كادميم و نيكل براي اين باكتري ها تعيين شد. به منظور بررسي ميزان تجمع زيستي و جذب زيستي كادميم و نيكل، پس از آماده سازي باكتري هاي زنده يا غيرفعال و نيز محلول هاي حاوي غلظت مساوي از كادميم و نيكل، مقادير اين فلزات سنگين به وسيله دستگاه جذب اتمي اندازه گيري شد. يافته ها: در اين مطالعه باكتري هاي جداسازي شده به جنس هاي باسيلوس، استافيلوكوكوس و اكتينوميست تعلق داشتند. از اين ميان اكتينوميست بيشترين مقدار تجمع زيستي را براي هر دو فلز نشان داد. در غلظت هاي كمتر مقدار تجمع زيستي كادميم و نيكل بيشتر از جذب زيستي بود. اما در سطوح آلودگي بالا مقدار جذب زيستي بيشتر بود. در هر دو روش زيست پالايي، باكتري ها توانايي بيشتري براي پالايش كادميم نسبت به نيكل داشتند. نتيجه‌گيري: باكتري هاي موجود در خاك هاي آلوده به فلزات سنگين مقاومت زيادي در برابر غلظت زياد اين عناصر پيدا مي كنند. هر دو روش تجمع زيستي و جذب زيستي پتانسيل بالايي براي پالايش محيط هاي آبي دارند. با اين تفاوت كه تجمع زيستي در غلظت هاي كم و جذب زيستي در غلظت هاي بالاي فلزات كارايي بيشتري دارند.

Background & Objectives: Microbial biomass show high capacity for the remediation of heavy metals in contaminated solutions. This study aimed to isolate and identify the Cd and Ni resistant bacteria from the soils polluted to heavy metals and to evaluate the biosorption & bioaccumulation of these metals in competitive solution. Materials & Methods: In this descriptive study, samples were taken from the soils polluted to waste water of farms nearby the water refinery in west of Ahvaz. The Ca and Ni resistant bacteria were isolated and their identity were clarified using biochemical tests. Next, minimum inhibitory concentration (MIC) of Cd and Ni determined for these bacteria. Following preparation of alive and deactivated bacteria and solutions containing equal amounts of N and Ca, the levels of Ni and Ca were determined using atomic adsorption system to evaluate the levels of biosorption and bioaccumulation. Results: The microorganisms isolated in this study belonged to Bacillus sp., Staphylococcus sp. and Actinomycete sp. Among them, Actinomycete sp. showed the highest absorption activity for these elements. The bioaccumulation was higher than biosorption at low concentrations of the metals but the biosorption was dominant at high pollution levels. In both systems, the bacteria showed higher ability for remediation of Cd in comparison to Ni. Conclusion: The bacteria in the soils polluted to heavy metals showed intensive resistance activity to high concentrations of the elements. Both bioaccumulation and biosorption methods were suitable enough to remediate these metals in aquatic environments. However, the bioaccumulation was more powerful than the second method at low concentrations of the metals whereas biosorption showed more ability at high concentrations of the metals.