تاثیر گئوتیت بر جذب سطحی و احیاء زیستی آرسنات در شرایط بی‌هوازی

سابقه و هدف: آرسنیک یک آلاینده شبه فلزی است که به دلیل به خطر انداختن سلامت گیاهان، حیوانات و بشر از نگرانی‌های عمده در محیط زیست محسوب می‌شود. بخش غالب مشکلات زیست محیطی ایجاد شده در نتیجه متحرک شدن آرسنیک تحت شرایط احیاء است. در این شرایط باکتری‌های احیاء کننده قادر به احیاء زیستی آرسنات و تبدیل آن به آرسنیت و افزایش تحرک آن می‌باشند. این مطالعه با هدف بررسی احیاء زیستی آرسنات محلول و آرسنات جذب سطحی شده بر روی کانی گئوتیت در حضور باکتری Shewanella sp در دو بخش مجزا انجام گرفت.مواد و روش: در بخش اول کاهش زیستی آرسنات در فاز محلول و در بخش دوم کاهش زیستی آرسنات جذب سطحی شده بر روی کانی گئوتیت با غلظت یکسان در حضور باکتری Shewanella sp مورد بررسی قرار گرفت. اندازه‌‌گیری قابلیت زنده ماندن سلول‌های باکتری در محیط آزمایشی نیز به روش شمارش سلول زنده انجام گرفت. یافته‌ها: نتایج بخش اول آزمایش نشان داد که باکتری Shewanella sp قادر به احیاء زیستی آرسنات فاز محلول با غلظت 05/0 میلی‌مولار بود. نتایج همچنین مشخص کرد که کانی گئوتیت در طول مدت 6 روز قادر به جذب سطحی کامل آرسنات با غلظت 05/0 میلی‌مولار بود و باکتری Shewanella sp همچنین قادر به احیاء زیستی آرسنات جذب سطحی شده بر روی کانی گئوتیت بود. سرعت احیاء زیستی در آرسنات موجود در فاز محلول بیشتر از سرعت احیاء زیستی در آرسنات جذب سطحی شده بر روی کانی گئوتیت بود. نتایج همچنین نشان داد که باکتری Shewanella sp توانایی احیاء زیستی آهن سه ظرفیتی در ساختمان گئوتیت و تبدیل آن به آهن دو ظرفیتی را دارا بود. بنابراین باکتری Shewanella sp قادر به احیاء زیستی آرسنات جذب سطحی شده و آهن سه ظرفیتی در ساختمان کانی گئوتیت در شرایط بی‌هوازی را دارا بود. اما احیاء زیستی آرسنات جذب سطحی شده بر روی کانی گئوتیت با ارجحیت بیشتری نسبت به آهن سه ظرفیتی موجود در ساختمان کانی گئوتیت در حضور باکتری Shewanella sp صورت گرفت. غلظت آرسنیت در فاز محلول پس از گذشت 30 روز از فرایند کاهش زیستی به 04/0 میلی‌مولار رسید که بیانگر آن بود که 80% از آرسنات جذب سطحی شده در فرایند احیاء زیستی به آرسنیت تبدیل و وارد فاز محلول شده بود. مقدار آهن دو ظرفیتی در فاز محلول تا مدت ده روز روند افزایشی داشت و پس از آن کاهش معنی‌داری را نشان داد. مقدار آهن دو ظرفیتی کل نیز تا مدت 20 روز روند افزایشی نشان داد و پس از آن ثابت شد. نتایج حاصل از اندازه‌‌گیری قابلیت زنده ماندن سلول‌های باکتری نیز تداوم رشد سلول‌های باکتری Shewanella sp را در آزمایش‌های کاهش زیستی نشان داد. نتیجه‌گیری: فرایند احیاء زیستی در اکوسیستم‌های بی‌هوازی می‌تواند منجر به آلودگی منابع آبی شده و لذا بایستی مورد توجه ویژه متخصصین علوم زیست محیطی قرار گیرد.