اثر فاز غیرآبی بر سینتیک تخریب زیستی همزمان بخار هگزان و متانول توسط باکتریهای جداسازیشده ازلجن فعال
نویسندگان
1 گروه مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 گروه مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
doi
10.48308/envs.2024.1339چکیده
سابقه و هدف: ترکیبهای آلی فرار(Voltile Organic Compounds (VOCs)) علیرغم سهم اندکی که از آلایندههای جوی دارند، اما عامل عمده مشکلات زیستمحیطی و خطر برای سلامتی انسان هستند. در روش تخریب زیستی تمام کربن آلاینده به کربندیاکسید و زیست توده تبدیل میشود. تعداد زیادی از صنایع مخلوطی از آلایندههایی مانند هگزان و متانول را به جو وارد میکنند. خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوت این مواد بر نرخ تخریب زیستی و بازده حذف آنها توسط یک جمعیت میکروبی مشخص تاثیر میگذارد. در میان این خواص، حلالیت هر جزء ممکن است سبب ایجاد برهمکنش میان ترکیبات موجود در مخلوط هگزان/متانول شود. به منظور غلبه بر محدودیت انتقال جرم و حلالیت کم مواد آلی فرار آب گریز (مانند هگزان) در فاز آب، افزودن یک فاز غیرآبی به محیط کشت برای جذب ترکیب آبگریز، مفید گزارش شده است. با نگاهی به پژوهشهای پیشین، مشخص میشود که هرچند فاز غیر آبی، مانند روغن سیلیکون، بر بازده حذف همزمان متانول به عنوان آلاینده آبدوست و هگزان به عنوان آلاینده آبگریز اثر مثبتی دارد، اما اثر آن بر سینتیک تخریب زیستی این مواد شناخته شده نیست. بنابراین، هدف این پژوهش، تعیین اثر غلظتهای مختلف روغن سیلیکون بر سینتیک تخریب زیستی همزمان هگزان و متانول است. مواد و روش ها: در این پژوهش هگزان (g.m-3 5) به عنوان یک ترکیب آلی فرار آبگریز، متانول (g.m-3 1) به عنوان ترکیب آلی فرار آبدوست و روغن سیلیکون به عنوان فاز غیر قابل امتزاج با آب انتخاب شدند. گونههای میکروبی تخریب کننده مورد استفاده در این پژوهش، کشت مخلوطی است که از لجن فعال سازگارشده حاصل از جریان لجن برگشتی واحد شماره 6 تصفیه خانه فاضلاب جنوب تهران جداسازی شدند. برای اندازهگیری غلظت هگزان و متانول از دستگاه کروماتوگرافی گازی مجهز به یک ستون مویینه و آشکار ساز یونسازی شعله استفاده شد. برای اندازهگیری غلظت دی اکسید کربن از آشکارساز هدایت گرمایی برای سنجش غلظت تودهی زیستی از روش کدورت سنجی و تعیین چگالی نوری نمونهها اسپکتروفوتومتر استفاده شد. نتایج و بحث: با افزایش کسر حجمی روغن سیلیکون 1% به 20% میزان نرخ تخریب زیستی ویژه متانول از mgmethanol.(gbiomass.day)-1) 42/1 به mgmethanol.(gbiomass.day)-1) 08/1 کاهش یافت. هم چنین با افزایش میزان روغن سلیکون تا میزان 10% حجمی، نرخ تخریب زیستی ویژه هگزان از (mghexane.(gbiomass.day)-1) 5/17 به (mghexane.(gbiomass.day)-1) 21 افزایش یافت. افزایش کسر حجمی روغن سیلیکون تا 20% تاثیر چندانی بر نرخ تخریب زیستی ویژه هگزان نداشت. سینتیک تخریب زیستی هگزان از مدل میکائلیس-منتن تبعیت کرد. افزودنg.m-3 1 متانول به محیط کشت اثر منفی بر نرخ تخریب ویژه هگزان داشت و حضور متانول سبب افزایش مقدار Ks به g.m-3 21 و کاهش بیشینه نرخ تخریب ویژه هگزان از 4/141 به (mghexane.(gbiomass.day)-1) 1/123 شد.نتیجه گیری: حضور روغن سیلیکون در محیط کشت اثر منفی متانول بر تخریب زیستی هگزان را کاهش داد. افزایش میزان روغن سیلیکون تا میزان 10% حجمی بر نرخ تخریب زیستی هگزان موثر بود و افزایش بیشتر آن، تاثیر چندانی بر میزان تخریب زیستی ویژه هگزان نداشت.