حذف فلزات سنگین از محلول های آبی با استفاده از زیتوده جلبک سبز سندسموس کوادریکودا (scenedesmus quadricauda)

فلزات سنگین ازآلاینده های سمی و پایدار در محیط زیست و به ویژه محیط های آبی هستند که قادرند اثرات نامطلوبی بر اکوسیستم ها وارد نمایند. این عناصر در آب به حالت های محلول و نامحلول و به صورت یون، کمپلکس های آلی و معدنی و یا همراه مواد معلق و کلوئیدی یافت می شوند. امروزه روش های متنوعی برای حذف فلزات سنگین از آب وجود دارد، اما اکثر این روش ها با هزینه های بالای سرمایه گذاری، بهره برداری و نگهداری و یا کارایی پائین همراه می باشند. فرآیند جذب یکی از روش های اقتصادی و کارآمد برای حذف مواد آلاینده از محیط های آبی است. در سال های اخیر، جذب زیستی با استفاده از جاذب های تهیه شده از ریزسازواره های غیر زنده مانند باکتری، قارچ، جلبک و مواد آلی از جمله سبوس برنج، پوست میوه، برگ، پوست درختان و غیره بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف این مطالعه، جذب فلزات سنگین کادمیم و سرب توسط زیتوده خشک ریزجلبک سبز سندسموس کوادریکودا (scenedesmus quadricauda) است. به منظور آماده سازی جاذب، زیتوده جلبک پس از کشت و برداشت در شرایط آزمایشگاهی، توسط دستگاه فریزدرایر خشک و غیر فعال گردید. آزمایشات جذب به دو صورت ناپیوسته و ستونی طراحی شد و عوامل موثر بر میزان جذب از جمله زمان تعادل، ph اولیه محلول فلزی، غلظت اولیه فلزات و مقدار جاذب بررسی شد. برخی خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و مورفولوژی جاذب به کمک روش های آنالیز عنصری، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین گردید. نتایج نشان داد که سرعت جذب کادمیم و سرب بالا (زمان تعادل در حدود 20-15 دقیقه) بود. بررسی سینتیک جذب نیز نشان دهنده برازش بهتر سینتیک شبه مرتبه دوم برای جذب یون های کادمیم و سرب توسط جاذب مذکور بود. افزایش ph در محدوده 5-2 موجب افزایش جذب یون های فلزی کادمیم و سرب شد. به طوری که ph بهینه برای جذب هر دوفلز برابر 5 بود. جذب سرب و کادمیم با مدل های ردلیچ-پترسون و لانگمویر نسبت به مدل فروندلیچ برازش بهتری را نشان داد. حداکثر جذب فلزات کادمیم و سرب به ترتیب 135 و 333 میلی گرم بر گرم از معادله لانگمویر پیش بینی شد. با افزایش مقدار جاذب از 05/0 تا 7/0 گرم در لیتر، درصد جذب کادمیم و سرب در غلظت 50 میلی گرم در لیتر به ترتیب 5/3 و 3 برابر شد. آزمایشات ستونی نشان داد که جاذب کارایی جذب حدود 42 درصد (مقدار جذب 3/219 میلی گرم بر گرم) برای یون-های سرب و 16 درصد (مقدار جذب 76 میلی گرم بر گرم) برای یون های کادمیم را داشته و از قابلیت احیای بالایی (بیش از 90 درصد) با اسید نیتریک 5/0 مولار برای هر دو فلز برخوردار است و امکان استفاده از این جاذب در چرخه های متوالی جذب وجود دارد. نتایج جذب فلزات سنگین از یک نمونه پساب شهرک صنعتی توسط جاذب جلبکی نشان داد که درصد جذب کادمیم 65 و سرب 69 درصد بود. کلمات کلیدی: فلزات سنگین، ریزجلبک، سندسموس کوادریکودا، جذب زیستی، محیط های آبی