جذب زیستی کروم به وسیله سارگاسوم ایلیسیفولیوم، سینتیک و بهینه سازی با استفاده از طراحی روش سطح پاسخ (RSM)

آلودگی محیط زیست به ویژه با فلزات سمی و سنگین از مشکلات اساسی در چند دهه اخیر است؛ بنابراین حذف این آلاینده ها از محیط زیست اهمیت فراوانی دارد.

مواد و روش‏‏ها:

 در این پژوهش، جذب زیستی فلز کروم شش ظرفیتی (6+Cr) به وسیله جلبک قهوه ای سارگاسوم ایلیسیفولیوم بررسی شد. میزان جذب محلول های حاوی فلز 6+Cr در طول موج 540 نانومتر با دستگاهUV-VIS اندازه گیری شد. همچنین مولفه های تاثیرگذار در جذب نظیر غلظت اولیه فلز، مقدار جلبک، اسیدیته، دما و زمان تماس مطالعه شد. از مدل های ایزوترم لانگمویر و فروندلیش برای بررسی مطالعات تعادلی هم دمایی استفاده شد.

بیشینه ظرفیت جذب فلز، 203 میلی گرم بر گرم وزن خشک سارگاسوم ایلیسیفولیوم مشاهده شد. داده های آزمایشگاهی با مدل سنتیک «شبه درجه دوم» بهتر توصیف شد. با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) برمبنای نرم افزار آماریMinitab14.1، شرایط بهینه بیشینه ظرفیت جذب به قرار زیر به دست آمد:اسیدیته برابر با 2، مقدارجاذب 2/0گرم بر لیتر، غلظت اولیه فلز 200 میلی گرم بر لیتر، دمای 25 درجه سانتی گراد و زمان تعادل 7 ساعت.

بحث و نتیجه ‏گیری: 

نتایج نشان داد ایزوترم فروندلیش برای توصیف سیستم، مناسب تر است. مطالعات ترمودینامیکی نیز نشان داد فرایند گرمازا و خودبه خودی است و با گذشت زمان بی نظمی افزایش یافته است. گروه های عاملی موجود در دیواره سلولی سارگاسوم ایلیسیفولیوم، موجب احیای بیشتر فلز کروم شش ظرفیتی 6+Cr به کروم سه ظرفیتی 3+Cr شده و مقداری دیگر از کروم (3+Cr) داخل محلول باقی مانده است. با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) مشخص شد گروه های آمینو، کربوکسیل، سولفونیک اسید و هیدروکسیل در فرایند جذب کروم توسط جلبک نقش اصلی را دارند.