اسپیرولینا، میکروجلبک جاذب رنگ از فاضلاب
محورهای موضوعی : تکنولوژی آب و فاضلاب
هانیه میربلوکی
1
*
,
فاطمه قنبری
2
,
هومن هروی
3
1 - دکتری محیط زیست
2 - عضو هیات علمی پژوهشکده محیط زیست جهاد دانشگاهی
3 - موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی، رشت، ایران
کلید واژه: پساب صنعتی, حذف رنگ, جذب زیستی, میکروجلبک اسپیرولینا,
چکیده مقاله :
رنگ اولین آلاینده‌‌ایی است که در پساب‌های صنعتی شناخته میشود و مقدار کم آن هم، در آب بسیار نامطلوب است. اکثر رنگها شامل مولکولهای آلی پیچیده بوده و به دلیل حضور فلزات، آروماتیک‌ها و دیگر ترکیبات در ساختارشان، برای زندگی آبزیان و انسان ها مضر هستند. حذف و یا کاهش مقدار ورود این آلاینده به محیط امری ضروری بوده که جذب زیستی یکی از این روش‌ها است. هدف اصلی از این تحقیق بررسی حذف رنگ نساجی راکتیو آبی توسط میکروجلبک اسپیرولینا است. در روند انجام پژوهش، اثر متغیرهایی چون زمان تماس، دوز جلبک تزریقی و غلظت فاضلاب، بر فرایند حذف رنگ بررسی و مقدار جذب نمونه‌ها توسط دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه گیری شد و دامنه و تعداد آزمایشها با نرم افزار طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ (RSM) تعیین گردید، همچنین برای تحلیل و تجزیه نتایج بدست آمده از ابزار آماری تحلیل واریانس (ANOVA) استفاده شد. بر اساس نتایج بدست آمده، در شرایط بهینه آزمایش، بهترین درصد حذف رنگ توسط میکروجلبک اسپیرولینا، در زمان تماس 30 دقیقه با دوز جلبک تزریقی 10 میلی‌لیتر به فاضلاب با غلظت رنگ 50 میلیگرم بر لیتر، 100 درصد بدست آمد. بنابراین، استفاده از میکروجلبکها، علاوه بر اینکه روشی ارزان با راهبری آسان جهت حذف رنگ از فاضلاب رنگی مثل فاضلاب نساجی است، بعنوان یک روش دوست دار محیط زیست جهت حذف آلایندههای سخت تجزیه پذیر، مورد توجه محققان خواهد بود.
Dye is the first known pollutant in industrial wastewater, and its small amount is very undesirable in water. Most of the dyes contain complex organic molecules and are harmful to aquatic life and humans due to the presence of metals, aromatics and other compounds in their structure. Removing or reducing the amount of this pollutant entering the environment is essential, and biological absorption is one of these methods. The main purpose of this research is to investigate the removal of blue reactive textile dye by spirulina microalgae. In the process of conducting the research, the effect of variables such as contact time, injected algae dose and wastewater concentration was investigated on the dye removal process and the amount of absorption of the samples was measured by a spectrophotometer and the number of experiments was determined by the design expert software via response surface method (RSM) and the analysis of variance (ANOVA) statistical tool was used to analyze the obtained results. Based on the obtained results, in the optimal conditions of the experiment, the best percentage of dye removal by spirulina microalgae was 100% in contact time of 30 minutes with a dose of 10 ml of injected algae into wastewater with a color concentration of 50 mg/L. Therefore, the use of microalgae, in addition to being an inexpensive and easy-to-operate method for color removal from colored wastewater such as textile wastewater, it will be of interest to researchers as an environmentally friendly method to remove hard degradable pollutants.
ابراهیم مرادی، محمدعلی ززولی، (1393). بررسی حذف رنگ آزوAcid Red 18 از محیط های آبی توسط جلبک قهوه ای سارگاسوم، چهارمین همایش ملی سلامت، محیط زیست و توسعه پایدار. #
اسماعیل خزایی پول، فخری شهیدی، (1393). ریز جلبک اسپیرولینا پلاتنسیس یک افزودنی سودمند و مغذی برای بهبود ارزش تغذیه ای میان وعده های غذایی، همايش ملي ميان وعده هاي غذايي، دوره یک. #
رمضانعلی دیانتی تیکلی، مرتضی جعفر صالحی، یحیی اسفندیاری، (2019). بررسی حذف فسفر و تولید ریزجلبک اسپیرولینا با استفاده از فاضلاب در فتوبیوراکتور، زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس، دوره 10 شماره 2. #
ساسان قبادیان، حسین گنجی دوست، بیتا آیتی، ندا سلطانی، (1397). بهینه سازی رشد و کیفیت بیومس ریزجلبک اسپیرولینا با تغییر رقت محیط کشت و استفاده از سیکل هوادهی، زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس، دوره 9، شماره 3. #
ساسان قبادیان، حسین گنجی دوست، بیتا آیتی، ندا سلطانی، (1397). بهینه سازی رشد و کیفیت بیومس ریزجلبک اسپیرولینا با تغییر رقت محیط کشت و استفاده از سیکل هوادهی، زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس، دوره 9، شماره 3. #
ساناز رئیس فرشید، فرشته بابایی درویشی، اعظم روشانی دشتمیان، رفعت مظاهری، (1396). جذب رنگ متیلن بلو از محلول¬های آبی توسط جلبک سبز کلادوفورا نشریه کاربرد شیمی در محیط زیست، شماره32. #
سلمان احمدی اسبچین، (1391). جذب زيستي کادميم از محلول هاي آبي به وسيله جلبک قهوه اي فوکوس سراتوس: خواص سطح جلبک و مکانيسم جذب،نشریه مهندسی شیمی ایران، سال 11، شماره 64، صفحه 49-54. #
قسیم و گوانگ جو، (2018). تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب، (ترجمه مهران سپیددست، زهرا سلیمی، سید فخرالدین طاهرزاده موسویان(، نشرعطران. #
محمد ملکوتیان، ذبیح الله یوسفی، زهرا خداشناس لیمونی، (1394). حذف روی در فاضلاب صنعتی با استفاده از جلبک سبز میکروسکوپی کلرلا ولگاریس، مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی ایلام، دوره 23، شماره 6. #
منصوره قائنی، محمد متین فر، لاله رومیانی، نسرین چوبکار، (1389). ترکیب شیمیایی پودر ریز جلبک اسپیرولینا، فصلنامه زیست شناسی شیل آمایش، سال دوم ، شماره یک. #
ندا سلطانی، محسن صابری نجفی، مریم عامری، (1394). تأثیر تثبیت ریزجلبک 109quadricauda Scenedesmus بر توان کاهش آلودگی فلز سنگین کروم، مجله بوم شناسی ابزیان، دوره 5 ، شماره 3، صفحه 80-88. #
یوسف پور عشق، ایوب رستگار، احمد اله آبادی، زهرا رضائی گزل آباد، عبدالمجید قلی زاده، (1392). بررسی حذف رنگهای آزو از محلولهای آبی با استفاده از بیومس جلبک قهوهای سیستوسیرا ایندیکا. مجله علمی-پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، 20(1)، 72-83. #
Abdel-Aty, A. M., Ammar, N. S., Ghafar, H. H. A., & Ali, R. K. (2013). Biosorption of cadmium and lead from aqueous solution by fresh water alga Anabaena sphaerica biomass. Journal of advanced research, 4(4), 367-374. #
Abdel-Aty, A. M., Ammar, N. S., Ghafar, H. H. A., & Ali, R. K. (2013). Biosorption of cadmium and lead from aqueous solution by fresh water alga Anabaena sphaerica biomass. Journal of advanced research, 4(4), 367-374. #
Abdelfattah, A., Ali, S. S., Ramadan, H., El-Aswar, E. I., Eltawab, R., Ho, S. H., ... & Sun, J. (2023). Microalgae-based wastewater treatment: Mechanisms, challenges, recent advances, and future prospects. Environmental Science and Ecotechnology, 13, 100205. #
Al-Enazi, N. M. (2022). Optimized synthesis of mono and bimetallic nanoparticles mediated by unicellular algal (diatom) and its efficiency to degrade azo dyes for wastewater treatment. Chemosphere, 303, 135068. #
Chin, J. Y., Chng, L. M., Leong, S. S., Yeap, S. P., Yasin, N. H. M., & Toh, P. Y. (2020). Removal of synthetic Dye by Chlorella vulgaris microalgae as natural adsorbent. Arabian Journal for Science and Engineering, 45, 7385-7395. #
D. A. Yaseen, M. Scholz, 2019, Textile dye wastewater characteristics and constituents of synthetic efuents: a critical review, International Journal of Environmental Science and Technology, volume 16:1193–1226. #
Deng, L., Zhang, Y., Qin, J., Wang, X., & Zhu, X. (2009). Biosorption of Cr (VI) from aqueous solutions by nonliving green algae Cladophora albida. Minerals Engineering, 22(4), 372-377. #
Doğar, Ç., Gürses, A., Açıkyıldız, M., & Özkan, E. (2010). Thermodynamics and kinetic studies of biosorption of a basic dye from aqueous solution using green algae Ulothrix sp. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 76(1), 279-285. #
Donkadokula, N. Y., Kola, A. K., Naz, I., & Saroj, D. (2020). A review on advanced physico-chemical and biological textile dye wastewater treatment techniques. Reviews in environmental science and bio/technology, 19, 543-560. #
El-Sheekh, M. M., Gharieb, M. M., & Abou-El-Souod, G. W. (2009). Biodegradation of dyes by some green algae and cyanobacteria. International Biodeterioration & Biodegradation, 63(6), 699-704. #
Gajare, S. M., & Menghani, S. (2012). Biosorption of malachite green by naturally grown algal biomass from Girna river, Jalgaon District, Maharashtra. J. Algal. Biomass. Utln, 3(4), 60-65. #
Habibzadeh, M., Chaibakhsh, N., & Naeemi, A. S. (2018). Optimized treatment of wastewater containing cytotoxic drugs by living and dead biomass of the freshwater microalga, Chlorella vulgaris. Ecological engineering, 111, 85-93. #
Javed, F., Rehman, F., Khan, A. U., Fazal, T., Hafeez, A., & Rashid, N. (2022). Real textile industrial wastewater treatment and biodiesel production using microalgae. Biomass and Bioenergy, 165, 106559. #
Jin, S. E., Lee, S. J., Kim, Y., & Park, C. Y. (2020). Spirulina powder as a feed supplement to enhance abalone growth. Aquaculture reports, 17, 100318. #
Maznah, W. W., Al-Fawwaz, A. T., & Surif, M. (2012). Biosorption of copper and zinc by immobilised and free algal biomass, and the effects of metal biosorption on the growth and cellular structure of Chlorella sp. and Chlamydomonas sp. isolated from rivers in Penang, Malaysia. Journal of Environmental Sciences, 24(8), 1386-1393. #
Özer, A., Akkaya, G., & Turabik, M. (2006). The removal of Acid Red 274 from wastewater: combined biosorption and biocoagulation with Spirogyra rhizopus. Dyes and pigments, 71(2), 83-89. #
Rai, A., Sirotiya, V., Mourya, M., Khan, M. J., Ahirwar, A., Sharma, A. K., ... & Vinayak, V. (2022). Sustainable treatment of dye wastewater by recycling microalgal and diatom biogenic materials: Biorefinery perspectives. Chemosphere, 305, 135371. #
Ramesh, B., Saravanan, A., Kumar, P. S., Yaashikaa, P. R., Thamarai, P., Shaji, A., & Rangasamy, G. (2023). A review on algae biosorption for the removal of hazardous pollutants from wastewater: Limiting factors, prospects and recommendations. Environmental Pollution, 121572. #
Shi, W. Q., Li, S. D., Li, G. R., Wang, W. H., Chen, Q. X., Li, Y. Q., & Ling, X. W. (2016). Investigation of main factors affecting the growth rate of Spirulina. Optik, 127(16), 6688-6694. #
Tang, K. H. D., Darwish, N. M., Alkahtani, A. M., AbdelGawwad, M. R., & Karácsony, P. (2022). Biological removal of dyes from wastewater: a review of its efficiency and advances. Tropical Aquatic and Soil Pollution, 2(1), 59-75. #
Yaseen, D. A., & Scholz, M. (2019). Textile dye wastewater characteristics and constituents of synthetic effluents: a critical review. International journal of environmental science and technology, 16, 1193-1226.
#
پژوهش و فناوری محیط زیست، 1402،(14)8، 19-33
| |||
اسپیرولینا، میکروجلبک جاذب رنگ از فاضلاب
|
|
| |
1- دکتری محیط زیست، موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی گیلان، رشت، ایران 2- دانش آموخته کارشناسی ارشد عمران- محیطزیست، موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی، رشت، ایران 3- گروه مهندسی محیطزیست، پژوهشکده محیطزیست جهاد دانشگاهی، رشت، ایران | |
چکیده | اطلاعات مقاله |
رنگ اولین آلاینده‌‌ایی است که در پساب‌های صنعتی شناخته میشود و مقدار کم آن هم، در آب بسیار نامطلوب است. اکثر رنگها شامل مولکولهای آلی پیچیده بوده و به دلیل حضور فلزات، آروماتیک‌ها و دیگر ترکیبات در ساختارشان، برای زندگی آبزیان و انسانها مضر هستند. حذف و یا کاهش مقدار ورود این آلاینده به محیط امری ضروری بوده که جذب زیستی یکی از این روش‌ها است. هدف اصلی از این تحقیق بررسی حذف رنگ نساجی راکتیو آبی توسط میکروجلبک اسپیرولینا است. در روند انجام پژوهش، اثر متغیرهایی چون زمان تماس، دوز جلبک تزریقی و غلظت فاضلاب، بر فرایند حذف رنگ بررسی و مقدار جذب نمونه‌ها توسط دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه گیری شد و دامنه و تعداد آزمایشها با نرمافزار طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ (RSM) تعیین شد، همچنین برای تحلیل و تجزیه نتایج به‌دست‌آمده از ابزار آماری تحلیل واریانس (ANOVA) استفاده شد. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، در شرایط بهینه آزمایش، بهترین درصد حذف رنگ توسط میکروجلبک اسپیرولینا، در زمان تماس 30 دقیقه با دوز جلبک تزریقی 10 میلی‌لیتر به فاضلاب با غلظت رنگ 50 میلیگرم بر لیتر، 100 درصد به‌دست آمد. بنابراین، استفاده از میکروجلبکها، علاوه‌بر اینکه روشی ارزان با راهبری آسان به‌منظور حذف رنگ از فاضلاب رنگی مثل فاضلاب نساجی است، به‌عنوان یک روش دوستدار محیطزیست برای حذف آلایندههای سخت تجزیه‌پذیر، موردتوجه محققان خواهد بود. |
نوع مقاله: مروری تاریخ دریافت: 21/09/1402 تاریخ پذیرش: 23/11/1402 دسترسی آنلاین: 08/12/1402
كليد واژه‌ها: پساب صنعتی، حذف رنگ، جذب زیستی، میکروجلبک اسپیرولینا |
| |
[1] *پست الکترونیکی نویسنده مسئول: h.mirbolooki@gmail.com
Journal of Environmental Research and Technology, 8(14)2023. 19-33
|
Spirulina, wastewater dye absorbent microalgae
Fatemeh Ghanbari1, Hooman Heravi2, Hanieh Mirbolooki3* 1-PhD in Environmental Science, Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR), Higher Education Research Institute, Rasht, Iran 2 -MSc Graduated in Civil Engineering- Environment, Higher Education Research Institute, Rasht, Iran 3 -Department of Environmental Engineering, Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR), Environmental Research Institute, Rasht, Iran | |||
Article Info | Abstract | ||
Article type: Review Article
Keywords: Industrial wastewater, Dye removal, Biosorption, Spirulina microalgae | Dye is the first known pollutant in industrial wastewater, and its small amount is very undesirable in water. Most of the dyes contain complex organic molecules and are harmful to aquatic life and humans due to the presence of metals, aromatics and other compounds in their structure. Removing or reducing the amount of this pollutant entering the environment is essential, and biological absorption is one of these methods. The main purpose of this research is to investigate the removal of blue reactive textile dye by spirulina microalgae. In the process of conducting the research, the effect of variables such as contact time, injected algae dose and wastewater concentration was investigated on the dye removal process and the amount of absorption of the samples was measured by a spectrophotometer and the number of experiments was determined by the design expert software via response surface method (RSM) and the analysis of variance (ANOVA) statistical tool was used to analyze the obtained results. Based on the obtained results, in the optimal conditions of the experiment, the best percentage of dye removal by spirulina microalgae was 100% in contact time of 30 minutes with a dose of 10 ml of injected algae into wastewater with a color concentration of 50 mg/L. Therefore, the use of microalgae, in addition to being an inexpensive and easy-to-operate method for color removal from colored wastewater such as textile wastewater, it will be of interest to researchers as an environmentally friendly method to remove hard degradable pollutants. | ||
| |||
مقدمه
یکی از عمدهترین آلایندههای محیط زیست که در پساب صنایع مختلف ازجمله نساجی وجود دارد رنگها میباشند که در نظام طبیعت و محیطزیست ایجاد اختلال میکنند و برای انسانها نیز عوارض زیادی به دنبال خواهد داشت. بیش از ده هزار مواد رنگ‌زا سنتزی و رنگ‌دانه تا پایان قرن نوزدهم تولید و مورد استفاده قرار گرفت که ازجمله کاربرد آنها می‌توان به‌عنوان افزودنی در محصولات نفتی، صنایع غذایی، دارویی و لوازم آرایشی اشاره کرد. در بسیاری از صنایع مهم از جمله صنعت نساجی، خمیر و کاغذ، پلاستیک، چرم‌سازی و رنگرزی به‌منظور تولید محصولات رنگی، از مواد شیمیایی رنگ‌زا استفاده میشود و از آنجایی که در این صنایع مقادیر زیادی آب به کار گرفته میشود، در نتیجه مقادیر قابل‌توجهی پساب رنگی حاصل از آنها وارد محیطزیست میشود. اغلب رنگهای مورد استفاده در این صنایع از نوع رنگهای سنتیتیک و دارای ساختار مولکولی آروماتیکی پیچیدهای هستند که به دلیل سمی بودن و دیر تجزیه شدن، چنانچه بدون تصفیه وارد محیط شوند میتوانند صدمات جبران‌ناپذیری به محیطزیست وارد کنند (حبیب زاده و همکاران، 2018؛ دونکادکولا1 و همکاران، 2020). انواع رنگینههای پرکاربرد در صنایع مختلف شامل رنگینههای آزو (تقریباً بیش از 50 درصد از کل مجموع مواد رنگ‌زای تولید شده در جهان- برای الیاف پنبهای)، رنگینههای رآکتیو (در گروه مواد خطرناک برای محیطزیست- برای الیاف پنبهای)، رنگینههای اسیدی (دارای ترکیبات سمی- برای الیاف پروتئینی و پلیآمیدی)، رنگینههای کاتیونی یا بازی (برای الیاف ابریشمی، پشمی و پنبهای)، رنگینههای گوگردی (برای الیاف سلولوزی)، رنگینههای حلال (برای روغنهای جلادهنده، مرکبهای چاپ، فرآوردههای نفتی و واکس) و رنگینههای دیسپرس (جزء رنگهای آزو- برای الیاف سلولز استات، نایلون، پلیاستر، الیاف آکریلیک، پشم و الیاف پلیآمیدی) است (ال-انازی و همکاران، 2022).
تخلیه پساب حاوی مواد رنگی به آبهای پذیرنده از قبیل دریاچهها و رودخانهها موجب کاهش انتقال نور، کاهش مقدار اکسیژن محلول و افزایش COD میشود و از این راه زندگی آبزیان را مختل میکند. افزون بر این پژوهشگران دریافتهاند، برخی از رنگزاها میتوانند طی فرایند تجزیه احیایی، آمینهای آروماتیک سرطان‌زا تولید کنند (حبیب‌زاده و همکاران)؛ بنابراین لازم است که این‌گونه پسابها قبل از تخلیه به محیطزیست با استفاده از روشهای مناسب مورد تصفیه قرار گیرند. تاکنون روشهای مختلفی ازجمله روشهای فیزیکی (ترسیب، فرآیندهای غشایی)، روش شیمیایی (انعقاد، اکسیداسیون پیشرفته، کلر، پراکسید هیدروژن، فتوکاتالیست) و تصفیه بیولوژیکی (تصفیه هوازی، تصفیه بیهوازی، ترکیب روش تصفیه هوازی و بیهوازی) به‌منظور حذف رنگ از فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته است (ال-انازی و همکاران، 2022).
استفاده از جاذبهای مختلف برای تصفیه پساب‌های صنعتی حاوی رنگها و فلزات سنگین از فرایند‌های نوآورانهای است که به دلیل کاربرد آسان و دوستدار محیطزیست بودن، بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته است. یکی از انواع مهم جاذبها، جاذبهای زیستی هستند. جلبکها با توجه به اینکه در هر دو نوع آب‌شور و شیرین به مقدار زیادی یافت می‌شوند، به‌عنوان یک جاذب زیستی مناسب برای حذف ترکیبات رنگ‌زا به شمار می‌آیند و دارای گروه‌های عاملی سطحی هستند که باعث افرایش جذب مولکولهای ماده رنگ‌زا می‌شوند (چین2 و همکاران، 2020؛ شی3 و همکاران، 2016؛ عبدالفتاح4 و همکاران، 2023).
در فرایند حذف رنگ توسط جلبکها، پارامترهایی چون pH، زمان تماس، دوز بیوجاذب (ریز‌جلبک‌ها)، غلظت و نوع محلول رنگی بسیار مهم هستند. زمان تماس از پارامترهای مهمی است که در آزمایشات باید مورد توجه قرار گیرد و با توجه به دوز جاذب و غلطت فاضلاب رنگی به زمان تماس بهینه دست یافت. مقدار بیوجاذب تاثیر بالایی در فرایند تصفیه دارد و نتایج نشان می‌دهد اغلب با کاهش مقدار بیوجاذب، با کاهش حذف رنگ مواجه می‌شویم. در مقادیر پایین جاذب، سطح جاذب به‌سرعت با مولکولهای رنگ اشباع‌شده و رنگ زیادی در محلول فاضلاب رنگی باقی می‌ماند (مزناه5 و همکاران، 2012؛ دونکادکولا6 و همکاران، 2020). ظرفیت جذب زیستی جلبک ها به مساحت سطح و تمایل بالای اتصال آنها نسبت داده میشود (عبدل-اتی7 و همکاران، 2006؛ سلطانی و همکاران، 1394). خواص دیواره سلولی جلبکها نقش مهمی در جذب زیستی ایفا میکند جاذبه الکترواستاتیک و پیچیدگی‌های زیادی در طول فرآیند جذب زیستی اتفاق می‌افتد، گروه‌های عامل هیدروکسیل، کربوکسیلات، آمینو و فسفات موجود در سطح سلول جلبک به‌عنوان عامل جداسازی و جذب آلودگی از فاضلاب شناخته میشود (ازر8 و همکاران، 2006؛ رائی9 و همکاران، 2022) در آزمایشهای جذب توسط جلبکها پارامترهایی چون دما، pH، غلظت آلاینده و مقدار جاذب در فرایند جذب تأثیرگذارند و از ایزوترم‌های مختلف برای تعیین جذب استفاده میشود (اسبچین، 1391؛ جاود10 و همکاران، 2022).
- جلبک اسپیرولینا
اسپیرولینا نوعی جلبک سبز-آبی از شاخه سیانوباکترها است و اسم آن از شکل مارپیچی و رشته‌ای آن مشتق شده است. جلبک اسپیرولینا حاوی مقادیر زیادی از مواد مغذی، مواد معدنی، عناصر کمیاب و آنزیم‌های قابل جذب است. اسپیرولینا حاوی ویتامین B12 بوده و مقدار پروتئین آن 65 تا 71 درصد وزن خشک آن و میزان چربی اسپیرولینا معمولاً بین 5 تا 7 درصد وزن خشک آن است (قائنی و همکاران، 1389؛ قبادیان و همکاران، 1397). اسپیرولینا در دریاچه‌های مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری رشد میکند که آبهای آنها قلیایی بوده و سرشار از کربنات و بی‌کربنات و سرشار از آنتی اکسیدان‌ها و پروبیوتیک‌هاست (قائنی و همکاران، 1389؛ دیانتی و همکاران، 2019). پودر اسپیرولینا به‌عنوان یک مکمل کاربردی در خوراک دام برای رشد بیشتر و کاهش مرگ‌ومیر استفاده میشود. این پودر شامل مواد آلی و معدنی مختلف بوده و میتواند یک مکمل خوراک برای پرورش آبزیان گرفته تا حیوانات پرورشی باشد (قبادیان و همکاران، 1397؛ جین11 و همکاران، 2020). تصویر میکروسکوپی اسپیرولینا در شکل (1) آورده شده است.
شکل (1) تصویر میکروسکوپ الکترونی از جلبک اسپیرولینا (100 میکرون) (خزایی و فخری، 1393)
سابقه پژوهش
در سال 2023، مقاله‌ای مروری توسط رامش و همکاران بر جذب زیستی جلبک برای حذف آلایندههای خطرناک از فاضلاب به چاپ رسید که پس از معرفی چندین روش تصفیه مرسوم برای حذف آلایندههای نوظهور از فاضلاب، تأکید گردید که جذب زیستی جلبکی، در میان سایر استراتژی‌ها و تکنیک‌ها، نشان می‌دهد که یک درمان فنی متمرکزتر و کارآمدتر است و به حذف آلایندههای خطرناک از منابع آب کمک میکند، اثرات مختلف محیطی آلایندههای مضر، از جمله فلزات سنگین، رنگها، و مواد شیمیایی دارویی و همچنین منابع آنها مورد بررسی قرارگرفته‌اند؛ به عبارتی، گیاه‌پالایی جلبکی یک فناوری پایدار است که با ایجاد سیستم‌های تصفیه تکمیلی در پساب، فناوری جدید مؤثرتر و سودآوری را ارائه می‌دهد. در نهایت، این مطالعه نشان داد که وجود جلبکها تائید کننده یک ماده زیستی جاذب بالقوه، مؤثر، مقرون‌به‌صرفه و پایدار برای به حداقل رساندن آلودگی محیطی است (رامش12 و همکاران، 2023).
در سال 2020، مطالعهای بر حذف رنگ سنتزی توسط میکروجلبک کلرلا ولگاریس به‌عنوان جاذب طبیعی انجام شد؛ بالاترین راندمان حذف در غلظت اولیه 100 میلیگرم در لیتر به میزان 04/83 درصد پس از 3 روز جذب ثبت شد. بهترین مکانیسم حذف در ایزوترم فروندلیچ قرار گرفت که نشاندهنده وجود جذب چندلایه در این آزمایش است (چین13 و همکاران، 2020).
در سال 2019، چین و همکاران در پژوهشی به بررسی کلرلا ولگاریس در حذف رنگ متلین بلو پرداختند که نتایج حاصل شده نشاندهنده حذف رنگ متلین بلو توسط جلبک کلرلا بوده است، جلبک کلرلاولگاریس توانایی بالایی به جذب متلین بلو با بار مثبت دارد و بیشترین مقادیر حذف در غلظتهای پایین (50 و100 میلیگرم بر لیتر) به دست آمد و در غلظتهای بالا مانند 500 و 800 میلیگرم بر لیتر به‌شدت کاهش یافت (یاسین و شولز14، 2019).
یاسین و شولز در سال 2018 به بررسی رنگ در فاضلاب نساجی و مواد تشکیل دهنده پساب مصنوعی پرداختند. مواد شیمیایی روی پارچه‌ها و حین شستشو استفاده میشود. روش‌هایی چون ازن سازی، انعقاد و فرایند لجن فعال در راکتورهای متعدد برای پساب‌هایی که از رنگرزی مختلف دریافت می‌شوند می‌توان از سیستم‌های بیولوژیکی برای تصفیه استفاده کرد مانند تالاب‌ها با گیاهان برجسته یا استفاده از روش فیزیکی کربن فعال یا روش شیمیایی با استفاده از اسید استیک یا روشی که در سال 2005 بولیگ ((Mbuligwe گیاهان آبزی را با استفاده از سیستم‌های تالاب مهندسی شده برای تصفیه پساب‌های مصنوعی استفاده کرد و در نتیجه مقدار حذف رنگ بین 72 تا 77 درصد و حذف COD 67 تا 73 درصد بوده است (یاسین و شولز، 2019).
در سال 1396، تحقیقی بر جذب رنگ متیلن بلو از محلولهای آبی توسط جلبک سبز کلادوفورا انجام شد؛ نتایج نشان داد که با افزایش دوز جاذب، درصد حذف رنگ افزایش یافت و همچنین با افزایش pH میزان جذب رنگ افزایش یافت. pH بهینه در جذب متیلن بلو توسط جلبک سبز کالدوفورا 5/6 انتخاب شد. حداکثر درصد حذف، برای محلول رنگی متیلن بلو با غلظت اولیه 10 میلیگرم بر لیتر که به مدت 60 دقیقه در تماس با 1200 میلیگرم بر لیتر از جاذب قرار گرفت، به دست آمد. وقتی مقدار جاذب از 200 میلیگرم بر لیتر به 1200 میلیگرم بر لیتر افزایش یافت، درصد حذف رنگ برای سیستم کلادوفورا-متیلن بلو از 57 به 98 درصد افزایش یافت (رئیس و همکاران، 1396).
همچنین در تحقیقاتی مشابه در سال1394 ملکوتیان و همکاران به حذف فلز روی با استفاده از جلبک کلرلاولگاریس پرداختند و بر اساس نتایج در دمای ثابت 25 درجه سانتی گراد، pH بهینه 7، زمان تماس تعادلی 60 دقیقه و مقدار جاذب 2گرم بر لیتر، میزان کارایی حذف روی در نمونه واقعی، 72/67 درصد و در نمونه سنتتیک، 23/90 درصد گزارش شد. با افزایش زمان تماس به 100 150 و 200 دقیقه نیز تغییر چندانی در فرایند جذب رخ نداد (ملکوتیان و همکاران، 1394).
در سال 2012 گاجار و منگانی در مطالعه خود به بررسی جذب زیستی مالاشیت سبز توسط زیست‌توده جلبکی پرداختند، بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، غلظت اولیه محلول رنگی اثر مهمی در فرآیند جذب دارد و جذب رنگ با افزایش غلظت محلول کاهش یافت و در غلظتهای بالا جذب بسیار کمی از مولکولهای رنگ صورت گرفت که دلیل آن، اشباع مکان‌های اتصال در زیست‌توده جلبکی است. محلولهای رنگ در غلظتهای متفاوت 500، 1000 و 1500 میلیگرم بر لیتر و 2 گرم پودر جلبک در 100 میلی‌لیتر محلول رنگی استفاده شد که بیشترین میزان حذف رنگ نزدیک به 95% در غلظت فاضلاب رنگی 500 میلیگرم بر لیتر بوده است (گاجار و منگانی15، 2012).
بررسی حذف رنگ آزوAcid Red 18 از محیطهای آبی توسط جلبک قهوهای سارگاسوم در سال 1393 انجام شد؛ نتایج این مطالعه نشان داد که بهینه زمان حذف این رنگ در مدت زمان 60 دقیقه و بیشترین ظرفیت جذب در6: pH حاصل گردید. با افزایش زمان تماس و مقدار جاذب و غلظت اولیه رنگ، راندمان حذف افزایش، و با افزایش pH راندمان حذف کاهش یافت (مرادی و ززولی، 1393).
در سال 2013 ازا و همکاران به بررسی جذب زیستی کادمیوم و سرب از محلول توسط جلبک اسفریکای آب شیرین پرداختند که در آن میزان زیست‌توده جلبکی 025/0 تا 25/0 گرم در 100 میلی‌لیتر بوده است و در زمان‌های 20 تا 120 دقیقه و pH 2 تا 6 انجام شد و بهترین pH برای جذب زیستی کادمیوم 5/5 بود و با توجه به نمودار جذب زیستی دوز جلبک می‌توان به این نتیجه رسید که در غلظتهای 25/0 و 2/0 گرم در 100 میلی‌لیتر بیشترین میزان جذب برای کادمیوم به دست آمد که بیش از 90 درصد بود و با کاهش دوز جلبک درصد حذف زیستی نیز به‌شدت کاهش می‌یابد (عبدل- اتی16، 2013).
در سال 1392، پژوهشی بر حذف رنگهای آزو از محلولهای آبی با استفاده از بیومس جلبک قهوهای سیستوسیرا ایندیکا انجام شد؛ در این مطالعه بیوجذب دورنگ آزو، مشکی مستقیم 19 و قرمز مستقیم 23 روی جلبک قهوهای سیتوسیرا ایندیکا مورد بررسی قرار گرفت و تأثیر پارامترهای بهره‌برداری نظیر زمان تماس، pH، غلظت اولیه‌ی رنگ‌زا و اثر مقدار بیوجاذب در حذف رنگ‌زا بررسی شد. مطالعات سینتیکی نشان داد که فرآیند بیوجذب این رنگها در مدت‌زمان 120 دقیقه به تعادل رسیده است (3/89 درصد رنگ قرمز مستقیم 23 و 02/69 درصد رنگ مشکی مستقیم 19 حذف شد)؛ نتایج نشان داد، می‌توان با تعیین شرایط بهینه زمان تماس، pH، غلظت اولیه رنگ و دوز جاذب، از جلبک سیتوسیرا ایندیکا به‌عنوان یک جاذب ارزان برای حذف رنگهای آزو از محلولهای آبی استفاده کرد (پورعشق و همکاران، 1392).
در سال 2010 دوگار و همکاران به بررسی ترمودینامیک و مطالعات جنبشی جذب بیولوژیکی یک ماده رنگی بازی از محلول جلبک سبز اولوتریکس پرداختند در این پژوهش رنگ بازی متلین بلو با زیست‌توده جلبک الوتریکس مورد بررسی قرار گرفت و به مدت‌های نیم ساعت تا 12 ساعت آزمایش شد و زمان تعادل برای غلظتهای 30، 60 و 90 میلیگرم در لیتر و دوز جلبک 1/0 گرم در 100 میلی‌لیتر 30 دقیقه به دست آمد که کمترین زمان تصفیه بود (دوگار17 و همکاران، 2010).
در سال 2009، در پژوهشی به توانایی تجزيه بيولوژيكي رنگها توسط برخي از جلبكهاي سبز مثل نوستوك لينكي، اسكي لاتوريا رابسنس و کلرلا ولگاریس پرداخته شد؛ اين جلبكهاي سبز در محيطي استريل و با pH برابر 7 ايزوله شدند. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، ميزان حذف رنگ توسط جلبك لينكي و رابسنس براي تصفيه رنگ متيل قرمز، 82 درصد؛ همچنين میزان حذف رنگ قرمز جي توسط جلبك لينكي و ولگاريس ميزان بين 71 تا 72 درصد بوده است (ال-شیخ18 و همکاران، 2009).
در سال 2009 دنگ و همکاران در پژوهشی به بررسی جذب زیستی کروم 6 ظرفیتی توسط بیومس جلبک‌های کلادوفورا آلبیدا پرداختند که در آزمایشات آنها درpH بهینه برابر با 2 در دوزهای مختلف 2/0 تا 10 گرم بر لیتر و غلظت بهینه 50 میلیگرم بر لیتر کمترین دوز یعنی 2/0 گرم بر لیتر کمترین جذب را به همراه داشت و اثر زمان به‌گونه‌ای بود که در 60 دقیقه ابتدایی بالاترین درصد حذف و راندمان حذف به‌دست آمد و بالاترین مقدار حذف نیز در دوز جلبک 10 گرم بر لیتر مشاهده شد که براساس نمودار بیش از 90 درصد بود (دنگ19 و همکاران، 2009).
مواد و روش‌ها
pH فاضلاب سنتزی بر اساس محدوده فعالیت میکروجلبکها، با استفاده از اسیدسولفوریک (H2SO4) 1/0 مولار برای کاهش pH و هیدروکسید سدیم (NaOH) 1/0 مولار برای افزایش pH تنظیم شد. محدوده فعالیت جلبک اسپیرولینا در pH قلیایی است.
یافتههای پژوهش
در این بخش، نتایج به‌دست‌آمده از نرمافزار طراحی آزمایش آورده شده است.
در جدول (1)، طراحی آزمایشها و مقادیر حذف رنگ بعد از تصفیه فاضلاب سنتزی با استفاده از میکرو جلبک نشان داده شده است.
جدول (1) طراحی آزمایشها و مقادیر حذف رنگ از فاضلاب سنتزی توسط جلبک اسپیرولینا
درصد حذف رنگ (%) | فاضلاب رنگی (mg/L) | زیتوده جلبک (mL) | زمان (دقیقه) | ردیف |
36/33 | 125 | 6 | 30 | 1 |
16/38 | 125 | 4 | 105 | 2 |
47 | 200 | 10 | 30 | 3 |
29/44 | 200 | 10 | 105 | 4 |
6/51 | 200 | 6 | 105 | 5 |
61/30 | 125 | 6 | 105 | 6 |
6/51 | 200 | 6 | 105 | 7 |
6/55 | 50 | 10 | 180 | 8 |
88/45 | 125 | 10 | 105 | 9 |
04/51 | 200 | 4 | 105 | 10 |
61/30 | 125 | 6 | 105 | 11 |
87/30 | 125 | 2 | 105 | 12 |
40 | 125 | 6 | 180 | 13 |
100 | 50 | 10 | 30 | 14 |
61/30 | 125 | 6 | 105 | 15 |
32 | 125 | 6 | 105 | 16 |
53/42 | 50 | 2 | 30 | 17 |
2/22 | 200 | 2 | 180 | 18 |
15/43 | 50 | 6 | 105 | 19 |
61/30 | 125 | 6 | 105 | 20 |
در شکل (2)، تأثیر غلظتهای مختلف فاضلاب سنتزی و میکروجلبک اسپیرولینا بر میزان حذف رنگ از فاضلاب نشان داده شده است.
شکل (2) تأثیر متقابل غلظت فاضلاب و دوز میکروجلبک اسپیرولینا
در شکل (3)، تأثیر غلظتهای مختلف فاضلاب سنتزی و زمان انجام عملیات تصفیه بر میزان حذف رنگ از فاضلاب نشان داده شده است.
شکل (3) تأثیر متقابل غلظت فاضلاب و زمان تصفیه توسط میکروجلبک اسپیرولینا
در شکل (4)، تأثیر دوزهای مختلف تزریق شده از میکروجلبک اسپیرولینا و زمان انجام عملیات تصفیه بر میزان حذف رنگ از فاضلاب نشان داده شده است.
شکل (4) تأثیر متقابل دوز تزریقی میکروجلبک اسپیرولینا و زمان تصفیه فاضلاب
آنالیز واریانس (ANOVA) و شاخصهای رگرسیونی در جدول (2) آورده شده است.
جدول (2) آنالیز واریانس و شاخصهای رگرسیونی
P-value | 0281/0 | F-value | 65/3 |
خطای معیار | 93/±10 | R2 | 7664/0 |
میانگین | 52/42 | Adj R2 | 5561/0 |
ضریب تغییرات (%) | 71/25 | R2 Pred | 2105/3- |
| Adeq Precision | 6523/8 | |
مدل ارائه شده توسط نرمافزار
در مدل ارائه شده توسط نرمافزار A، B و C نشاندهنده اثر اصلی متغیرهای مستقل به ترتیب شامل غلظت فاضلاب، دوز میکرو جلبک و مدت‌زمان واکنش است. متغیر A*B نشاندهنده اثر متقابل غلظت فاضلاب (فاکتور A) و دوز میکروجلبک (فاکتور B)، متغیر A*C نشاندهنده اثر متقابل غلظت فاضلاب (فاکتور A) و مدت زمان واکنش (فاکتور C)، و متغیرهای A2، B2 و C2 و D2 نشاندهنده اثر مربعی فاکتورهای A ، B و C بر روی پاسخ موردنظر است.
مدل حذف رنگ برای میکروجلبک اسپیرولینا به شرح زیر است:
Dye Removal = +35.16-2.43 * A +13.21* B -10.63* C -11.92* A * B+6.49 * A* C+2.05 * B * C*+13.05 * A2*+0.1471 * B2-2.01* C2
بحث و نتیجهگیری
در این بخش، به تجزیه‌وتحلیل نتایج به‌دست‌آمده از نرمافزار طراحی آزمایش پرداخته میشود.
- بررسی تأثیر پارامترهای عملیاتی حذف رنگ از فاضلاب سنتزی توسط میکروجلبک
همان‌طور که ذکر گردید، محدوده فعالیت میکروجلبک اسپیرولینا، pH قلیایی است؛ بنابراین، pH تمام فاضلابهایی که توسط این جلبک مورد تصفیه قرار گرفتند، در محدوده قلیایی (حدود 9) تنظیم شدند. همان‌طور که در شکل (2) مشاهده میشود، پارامتر زمان در این بخش ثابت نگهداشته شده تا تأثیر متقابل غلظت فاضلاب و دوز میکروجلبک اسپیرولینا بر میزان حذف رنگ فاضلاب مورد بررسی قرار گیرد. بر اساس خروجی نرمافزار، غلظت فاضلاب سنتزی 200 -50 میلیگرم بر لیتر و دوز جلبک تزریقی به فاضلاب 10-2 میلی‌لیتر است که حذف 100 درصدی رنگ از فاضلاب، زمانی رخ داد که بالاترین دوز جلبک اسپیرولینا (mL10) به کمترین غلظت فاضلاب سنتزی (mg/L 50) تزریق شد. همچنین، عکس این موضوع نیز مشاهده میشود؛ کمترین میزان حذف رنگ (2/22 درصد) از فاضلاب زمانی حاصل شد که پایینترین دوز جلبک اسپیرولینا (mL2) به بیشترین غلظت فاضلاب سنتزی (mg/L 200) تزریق شد. علت این موضوع را می‌توان بر اساس نتایج مشابه به‌دست‌آمده در تحقیقات دیگر تحلیل کرد؛ حذف رنگ توسط میکرو جلبک، بیشتر از طریق جذب سطحی (مکان‌های اتصال در زیست‌توده جلبکی و تفاوت بار سطحی جلبک با ماده آلاینده) و تا حدودی هم از طریق مصرف غذایی و تبدیل ماده آلی به مواد معدنی صورت می‌گیرد؛ بنابراین هرچقدر دوز بیشتری از میکروجلبک به محیط حاوی رنگ (پساب سنتزی در این مطالعه) افزوده شود، به همان میزان هم افزایش حذف رنگ از محیط بیشتر خواهد بود و همچنین، هرچقدر غلظت رنگ در این محیط کمتر باشد، عدد جذب کمتر و درنتیجه میزان حذف رنگ بیشتری مشاهده میشود (یاسین و شولز20، 2019؛ گاجار و منگانی21، 2012).
بر اساس شکل (3)، که پارامتر دوز جلبک در این بخش ثابت نگهداشته شده است؛ میزان غلظت فاضلاب سنتزی برای انجام آزمایشها، 200 -50 میلیگرم بر لیتر و زمان انجام عملیات حذف رنگ توسط سوسپانسیون جلبکی از فاضلاب، 180- 30 دقیقه اعمال شد. بر این اساس، پایینترین غلظت فاضلاب که 50 میلیگرم بر لیتر بوده در کمترین زمان تصفیه (30 دقیقه)، بهترین نتیجه (حذف 100 درصدی رنگ) را نشان داده است. به همین ترتیب، وقتی که بالاترین زمان تصفیه فاضلاب توسط جلبک اسپیرولینا به بالاترین غلظت فاضلاب اختصاص یافت، کمترین راندمان حذف رنگ حاصل شد. علت این امر، اشباع شدن مکان‌های اتصال موجود در سطح جلبک در مدت زمان 30 دقیقه است که در صورت متناسب بودن غلظت رنگ موجود در محیط با دوز جلبک یا به عبارتی میزان کل مکان‌های اتصال مولکولهای رنگ، حذف 100 درصدی رنگ رخ خواهد داد؛ عکس این موضوع نیز صادق است، در صورت بیشتر بودن غلظت رنگ از مکان‌های اتصال رنگ (در سطح میکروجلبک)، با افزایش زمان و اشباع شدن این مکان‌ها از رنگ، مولکولهای رنگ در محیط باقی می‌مانند و میزان حذف رنگ کم میشود (دوگار22 و همکاران، 2010؛ ملکوتیان و همکاران، 1394).
در شکل (4)، غلظت فاضلاب سنتزی در این بخش ثابت نگهداشته شده است تا اثر متقابل دوز میکرو جلبک اسپیرولینا و زمان عملیات حذف رنگ بررسی شود. حذف 100 درصدی رنگ از فاضلاب، در مدت زمان 30 دقیقه (کمترین زمان تصفیه) در شرایطی که 10 میلی‌لیتر از میکرو جلبک اسپیرولینا با فاضلاب در تماس بوده، صورت گرفته است و این نسبت به‌صورت خطی تنزل داشته؛ بطوری‌که در مدت‌زمان 105 دقیقه (زمان حد وسط در تصفیه) و دوز جلبک 6 میلی‌لیتر، حدود 46 درصد و در مدت زمان 180 دقیقه (بیشترین زمان تصفیه) و دوز جلبک 2 میلی‌لیتر، 2/22 درصد از رنگ فاضلاب حذف شده است. بنا بر نتایج به‌دست‌آمده در سه نمودار، دوز بهینه میکرو جلبک اسپیرولینا برای حذف رنگ راکتیو آبی، 10 میلی‌لیتر و زمان بهینه حذف رنگ راکتیو آبی توسط جلبک اسپیرولینا، 30 دقیقه در نظر گرفته میشود. بر اساس تحقیقات مشابه صورت گرفته، بالاترین میزان جذب رنگ توسط میکروجلبک در شرایطی صورت می‌گیرد که نسبت غلظت زیست‌توده از نسبت میزان غلظت رنگ موجود در محیط که میتوانند جایگاه‌های اتصال را پر کنند، بیشتر باشد (عبدل- اتی23، 2013؛ دنگ24 و همکاران، 2009)؛ در این تحقیق، مدت زمان پر شدن این جایگاه‌ها و به عبارتی مدت‌زمان جذب رنگ توسط میکرو جلبک، 30 دقیقه بوده که 100 درصد حذف رنگ را نشان داده است.
تحلیل آنالیز واریانس به‌منظور حذف رنگ
بر اساس جدول آنالیز واریانس (جدول (2))، مقدار 65/3 در مدل F-value نشاندهنده معنی‌دار بودن مدل است و به این معنی است که این مدل با نتایج آزمایشگاهی، مطابقت خوبی دارد. در این مدل، تنها 81/2 درصد احتمال خطا در رخ دادن فراوانیها وجود دارد. مقادیر P-value کمتر از 0500/0 نیز بر معنی‌دار بودن شرایط مدل تأکید دارد. همچنین، مدل در مقادیر بیش از 1000/0 معنی‌دار نیست. اگر تعدادی شرایط بی‌معنی در مدل وجود داشته باشد (غیر از شرایط موردنیاز برای تائید مراحل آزمایش)، کاهش تعداد مراحل مدل، ممکن است مدل را بهبود بخشد.
با توجه به جدول (2)، مقدار منفیR2 پیش‌بینی‌شده، بیانگر این است که میانگین کلی مدل، نتایج را بهتر پیش‌بینی میکند. Adeq Precision نسبت سیگنال به نویز را اندازهگیری میکند. نسبت بیش از 4 مطلوب است که نسبت 652/8 در مدل ارائه شده برای حذف رنگ توسط میکروجلبک اسپیرولینا بیانگر سیگنال مناسب و کافی است؛ این مدل میتواند برای انجام فضای طراحی استفاده شود.
نتیجهگیری
با بررسی نتایج، بهترین درصد حذف رنگ راکتیو آبی توسط میکرو جلبک اسپیرولینا، در زمان 30 دقیقه با دوز جلبک تزریقی 10 میلی‌لیتر به فاضلاب با غلظت 50 میلیگرم بر لیتر و 100 درصد به دست آمد. به عبارتی، پایینترین غلظت فاضلاب، در کمترین زمان تصفیه، بهترین نتیجه را نشان داده است. کمترین میزان حذف رنگ از فاضلاب نیز زمانی حاصل شد که پایینترین دوز جلبک اسپیرولینا، به بیشترین غلظت فاضلاب سنتزی تزریق شد. همچنین، بالاترین زمان تصفیه فاضلاب توسط جلبک اسپیرولینا در بالاترین غلظت فاضلاب، کمترین راندمان حذف رنگ را نشان داد. با جمع‌بندی نتایج به‌دست‌آمده در تحقیق حاضر و بر اساس سایر تحقیقات دیگری که در زمینه حذف رنگها صورت گرفته، میکروجلبک اسپیرولینا، جاذب خوبی برای رنگهای آنیونی محسوب میشود. یافتههای حاصل از طیف‌سنجی FTIR در تحقیقات انجام شده حاکی از آن است که مسئولیت فرآیند جذب در میکروجلبکها، باندهای شیمیایی و گروه‌های مولکولی سطح آنهاست؛ به‌طوری‌که میکروجلبک اسپیرولینا نیز جاذب خوبی برای رنگهای آنیونی در pH های قلیایی است (قائنی و همکاران، 1389؛ تانگ25 و همکاران، 2022). بنابر نتایج به‌دست‌آمده، استفاده از میکروجلبک روشی ارزان با راهبری آسان به‌منظور حذف رنگ از فاضلاب نساجی است. همچنین استفاده از جلبکها در حذف آلاینده‌ها از محیطهای آبی یک روش دوست دار محیطزیست است که از ورود آلودگی‌های ثانویه به محیط جلوگیری میکند و برخلاف روشهای انعقاد شیمیایی لجن باقیمانده از فرآیند تصفیه دارای حجم زیادی نبوده و سمی نیز نیستند.
سپاسگزاری
از پژوهشکده محیطزیست جهاد دانشگاهی، برای همکاری در انجام پژوهش حاضر و استفاده از امکانات آزمایشگاهی، سپاسگزاریم.
منابع
مرادی، ابراهیم؛ ززولی، محمدعلی (1393). بررسی حذف رنگ آزو Acid Red 18 از محیط های آبی توسط جلبک قهوه ای سارگاسوم. چهارمین همایش ملی سلامت، محیط زیست و توسعه پایدار.
خزایی پول، اسماعیل؛ شهیدی، فخری (1393). ریز جلبک اسپیرولینا پلاتنسیس یک افزودنی سودمند و مغذی برای بهبود ارزش تغذیه ای میان وعده های غذایی، همايش ملي ميان وعده هاي غذايي، 1(1).
دیانتی تیکلی، رمضانعلی؛ جعفر صالحی، مرتضی؛ اسفندیاری، یحیی (2019). بررسی حذف فسفر و تولید ریزجلبک اسپیرولینا با استفاده از فاضلاب در فتوبیوراکتور، زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس، 10(2).
قبادیان، ساسان؛ گنجی دوست، حسین؛ آیتی، بیتا؛ سلطانی، ندا (1397). بهینه سازی رشد و کیفیت بیومس ریزجلبک اسپیرولینا با تغییر رقت محیط کشت و استفاده از سیکل هوادهی، زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس، 9 (3).
رئیس فرشید، ساناز؛ بابایی درویشی، فرشته؛ روشانی دشتمیان، اعظم؛ مظاهری، رفعت (1396). جذب رنگ متیلن بلو از محلولهای آبی توسط جلبک سبز کلادوفورا نشریه کاربرد شیمی در محیط زیست، 32.
احمدی اسبچین، سلمان (1391). جذب زيستي کادميم از محلول هاي آبي به وسيله جلبک قهوه اي فوکوس سراتوس: خواص سطح جلبک و مکانيسم جذب،نشریه مهندسی شیمی ایران، سال 11(64)، 49-54.
قسیم و گوانگ جو، (2018). تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب. مترجم: مهران سپیددست، زهرا سلیمی، سید فخرالدین طاهرزاده موسویان، نشر عطران.
ملکوتیان، محمد؛ یوسفی، ذبیح الله؛ خداشناس لیمونی، زهرا (1394). حذف روی در فاضلاب صنعتی با استفاده از جلبک سبز میکروسکوپی کلرلا ولگاریس، مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی ایلام، 6 (11).
قائنی، منصوره؛ متین‌فر، محمد؛ رومیانی، لاله؛ چوبکار، نسرین (1389). ترکیب شیمیایی پودر ریز جلبک اسپیرولینا، فصلنامه زیست شناسی شیل آمایش، 1(2).
سلطانی، ندا؛ صابری نجفی، محسن؛ عامری، مریم (1394). تأثیر تثبیت ریزجلبک 109 quadricauda Scenedesmus بر توان کاهش آلودگی فلز سنگین کروم، مجله بوم شناسی آبزیان، 3(5)، صفحه 80-88.
پور عشق، یوسف؛ رستگار، ایوب؛ اله آبادی، احمد؛ رضائی گزل آباد، زهرا؛ قلی زاده، عبدالمجید (1392). بررسی حذف رنگهای آزو از محلولهای آبی با استفاده از بیومس جلبک قهوهای سیستوسیرا ایندیکا. مجله علمی-پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، 20(1)، 72-83.
Abdel-Aty, A. M., Ammar, N. S., Ghafar, H. H. A., & Ali, R. K. (2013). Biosorption of cadmium and lead from aqueous solution by fresh water alga Anabaena sphaerica biomass. Journal of advanced research, 4(4), 367-374.
Abdel-Aty, A. M., Ammar, N. S., Ghafar, H. H. A., & Ali, R. K. (2013). Biosorption of cadmium and lead from aqueous solution by fresh water alga Anabaena sphaerica biomass. Journal of advanced research, 4(4), 367-374.
Abdelfattah, A., Ali, S. S., Ramadan, H., El-Aswar, E. I., Eltawab, R., Ho, S. H., ... & Sun, J. (2023). Microalgae-based wastewater treatment: Mechanisms, challenges, recent advances, and future prospects. Environmental Science and Ecotechnology, 13, 100205.
Al-Enazi, N. M. (2022). Optimized synthesis of mono and bimetallic nanoparticles mediated by unicellular algal (diatom) and its efficiency to degrade azo dyes for wastewater treatment. Chemosphere, 303, 135068.
Chin, J. Y., Chng, L. M., Leong, S. S., Yeap, S. P., Yasin, N. H. M., & Toh, P. Y. (2020). Removal of synthetic Dye by Chlorella vulgaris microalgae as natural adsorbent. Arabian Journal for Science and Engineering, 45, 7385-7395.
D. A. Yaseen, M. Scholz, 2019, Textile dye wastewater characteristics and constituents of synthetic efuents: a critical review, International Journal of Environmental Science and Technology, volume 16:1193–1226.
Deng, L., Zhang, Y., Qin, J., Wang, X., & Zhu, X. (2009). Biosorption of Cr (VI) from aqueous solutions by nonliving green algae Cladophora albida. Minerals Engineering, 22(4), 372-377.
Doğar, Ç., Gürses, A., Açıkyıldız, M., & Özkan, E. (2010). Thermodynamics and kinetic studies of biosorption of a basic dye from aqueous solution using green algae Ulothrix sp. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 76(1), 279-285.
Donkadokula, N. Y., Kola, A. K., Naz, I., & Saroj, D. (2020). A review on advanced physico-chemical and biological textile dye wastewater treatment techniques. Reviews in environmental science and bio/technology, 19, 543-560.
El-Sheekh, M. M., Gharieb, M. M., & Abou-El-Souod, G. W. (2009). Biodegradation of dyes by some green algae and cyanobacteria. International Biodeterioration & Biodegradation, 63(6), 699-704.
Gajare, S. M., & Menghani, S. (2012). Biosorption of malachite green by naturally grown algal biomass from Girna river, Jalgaon District, Maharashtra. J. Algal. Biomass. Utln, 3(4), 60-65.
Habibzadeh, M., Chaibakhsh, N., & Naeemi, A. S. (2018). Optimized treatment of wastewater containing cytotoxic drugs by living and dead biomass of the freshwater microalga, Chlorella vulgaris. Ecological engineering, 111, 85-93.
Javed, F., Rehman, F., Khan, A. U., Fazal, T., Hafeez, A., & Rashid, N. (2022). Real textile industrial wastewater treatment and biodiesel production using microalgae. Biomass and Bioenergy, 165, 106559.
Jin, S. E., Lee, S. J., Kim, Y., & Park, C. Y. (2020). Spirulina powder as a feed supplement to enhance abalone growth. Aquaculture reports, 17, 100318.
Maznah, W. W., Al-Fawwaz, A. T., & Surif, M. (2012). Biosorption of copper and zinc by immobilised and free algal biomass, and the effects of metal biosorption on the growth and cellular structure of Chlorella sp. and Chlamydomonas sp. isolated from rivers in Penang, Malaysia. Journal of Environmental Sciences, 24(8), 1386-1393.
Özer, A., Akkaya, G., & Turabik, M. (2006). The removal of Acid Red 274 from wastewater: combined biosorption and biocoagulation with Spirogyra rhizopus. Dyes and pigments, 71(2), 83-89.
Rai, A., Sirotiya, V., Mourya, M., Khan, M. J., Ahirwar, A., Sharma, A. K., ... & Vinayak, V. (2022). Sustainable treatment of dye wastewater by recycling microalgal and diatom biogenic materials: Biorefinery perspectives. Chemosphere, 305, 135371.
Ramesh, B., Saravanan, A., Kumar, P. S., Yaashikaa, P. R., Thamarai, P., Shaji, A., & Rangasamy, G. (2023). A review on algae biosorption for the removal of hazardous pollutants from wastewater: Limiting factors, prospects and recommendations. Environmental Pollution, 121572.
Shi, W. Q., Li, S. D., Li, G. R., Wang, W. H., Chen, Q. X., Li, Y. Q., & Ling, X. W. (2016). Investigation of main factors affecting the growth rate of Spirulina. Optik, 127(16), 6688-6694.
Tang, K. H. D., Darwish, N. M., Alkahtani, A. M., AbdelGawwad, M. R., & Karácsony, P. (2022). Biological removal of dyes from wastewater: a review of its efficiency and advances. Tropical Aquatic and Soil Pollution, 2(1), 59-75.
Yaseen, D. A., & Scholz, M. (2019). Textile dye wastewater characteristics and constituents of synthetic effluents: a critical review. International journal of environmental science and technology, 16, 1193-1226.
[1] . Donkadokula
[2] . Chin
[3] . Shi
[4] . Abdelfattah
[5] . Maznah
[6] . Donkadokula
[7] . Abdel-Aty
[8] . Özer
[9] . Rai
[10] . Javed
[11] . Jin
[12] . Ramesh
[13] . Chin
[14] . Yaseen and Scholz
[15] . Gajare and Menghani
[16] . Abdel-Aty
[17] . Doğar
[18] . El-Sheekh
[19] . Deng
[20] . Yaseen and Scholz
[21] . Gajare and Menghani
[22] . Doğar
[23] . Abdel-Aty
[24] . Deng
[25] . Tang