استفاده از بیوسورفکتانت در پاکسازی کود آلی از فلزات سنگین

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای زیست‌شناسی دارویی، دانشگاه توبینگن آلمان

2 استاد بیوتکنولوژی، گروه زیست‌شناسی، دانشگاه اصفهان

3 کارشناس ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه اصفهان

4 کارشناس شیمی، کارخانه کمپوست اصفهان

5 دانشجوی دکترای میکروبیولوژی، دانشگاه اصفهان

6 دانشیار گروه زیست شناسی، دانشگاه اصفهان

چکیده

بیوسورفکتانت‌ها قادر به تشکیل کمپلکس با فلزات سنگین مانند سرب، نیکل، کادمیم و نهایتاً پاکسازی آنها از خاک هستند. در این پژوهش، یک سویه باکتری تولید کننده بیوسورفکتانت جدا شده از نمونه کود آلی کارخانه کمپوست اصفهان (جنس باسیلوس) و سودوموناس آئروجینوزا ATCC3027 به‌منظور تولید بیوسورفکتانت جداگانه در آب پنیر کشت داده شدند. مایع رویی سوسپانسیون‌های میکربی برای شستشوی فلزات سنگین نمونه کود آلی کارخانه کمپوست استفاده شد. میزان کل فلزات سنگین سرب، نیکل، کروم، کادمیم، روی، مس و منگنز قبل و بعد از تیمار توسط دستگاه اسپکتروفتومتر جذب اتمی اندازه‌گیری شد. در نهایت مشاهده گردید متوسط میزان فلزات سنگین موجود در نمونه بعد از تیمار با مایع رویی سودوموناس آئروجینوزا ATCC3027 برای سرب، نیکل، کروم، کادمیم، مس، روی و منگنز به‌ترتیب 52، 49، 60، 33، 32،25 و 22 درصد کاهش داشت. این کاهش در مورد نمونه تیمار شده با مایع رویی سویه باسیلوس برای عناصر مذکور به‌ترتیب 45، 39، 42، 33، 40، 41 و 29 درصد است که نشان دهنده توانایی بیوسورفکتانت در جذب فلزات از ماتریکس کود است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Feasibility of Heavy Metals Removal from Compost by Biosurfactant

نویسندگان [English]

  • Ghazaleh Jahanshah 1
  • Iraj Nahvi 2
  • Hanif Khodaverdee 3
  • Morteza Barani 4
  • Hossein Ghanavati 5
  • Seyed Hamid Zarkesh 6
1 Ph.D. Student of Pharmeceutical Biology, University of Tuebingen, Germany
2 Prof. of Biotechnology, Faculty. of Biology, Isfahan University, Isfahan
3 M.Sc. of Microbilogy, Isfahan University, Isfahan
4 B.S. of Chemistry, Compesting Plant in Isfahan
5 Ph.D. Student of Microbilogy, Isfahan University, Isfahan
6 Assoc. Prof. of Biology, Isfahan University, Isfahan
چکیده [English]

Biosurfactants have the ability to form heavy metal complexes and clean up heavy metal contaminated soils. In this work, a biosurfactant producing bacterium (Bacillus spp.) isolated from compost and Pseudomonas aeuroginosa ATCC3027 were cultured in whey in order to produce biosurfactant. Compost samples were leached by supernatant of mentioned strains. Total amount of Pb, Ni, Cr, Cd, Zn, Cu and Mn in samples were measured before and after treatment was measured. It was revealed that supernatant of P. aeuroginosa ATCC 3027 removed 52, 49, 60, 33, 25, 32 and 22% of Pb, Ni, Cr, Cd, Zn, Cu and Mn respectively. Heavy metal removal by supernatant of strain B was 45, 39, 42, 33, 40, 41 and 29% for above mentioned metals; respectively. These results indicate the potential of the biosurfactants as leaching agents for heavy metal removal from compost.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biosurfactant
  • Compost
  • Heavy metal
  • Whey Supernatant
1- Banat, I.M., Makkar, R.S., and Cameotra, S.S. (2002). “Potential commercial applications of microbial surfactants.” Applied Microbiology and Biotechnology, 53, 495-508.

2- Mulligan, C. N. (2005). “Environmental applications for biosurfactants.” Environmental Pollution, 133, 183-198.

3- Wang, S., and Mulligan, C. N. (2004). “Rhamnolipid foam enhanced remediation of cadmium and nickel contaminated soil.” Water Air Soil Pollution, 157, 315-330.

4- Dubey, K., and Juwarka, A. (2001). “Distillery and curd whey wastes as viable alternative sources for biosurfactant production.” World J. of Microbiology and Biotechnology, 17, 61-69.

5- Kosaric, N. (2001). “Biosurfactants and their application for soil bioremediation.” Food Technol. Biotechnol., 39, 295-304.

6- Christofi, N., and Ivshina, I.B. (2002). “Microbial surfactants and their use in field studies of soil remediation.” J. of Applied Microbiology, 93, 915-929.

7- Tan, H., Champion, J. T., Artiola, J. F., Brusseau, M. L., and Miller, R.M. (1994). “Complexation of cadmium by a rhamnolipid biosurfactant.” Environmental Science and Technology, 28, 2402-2406.

8- Jahanshah, G., Nahvi, I., and Khodavedri, H. (2008). “Isolation and purification of biosufactant producing bacteria and their application in composting.” 3rd National Congress of Recycling and Reuse of Renewable Organic Resources in Agriculture, Islamic Azad University, Khorasgan Branch, Isfahan, 126-127.
(In Persian)

9- Mokhtarian, N., Talaie, A.M., Jaafarzadeh, N., Talaie, M.R., and Beheshti, M. (2010). “Producing biosurfactants from Purified microorganisms obtained from oil-contaminated soil.” J. of Water and Wastewater, 75, 20-27. (In Persian)

10- Youssef, N.H., Duncan, K.E., Nagle, D.P., Savage, K.N., Knapp, R.M., and Mc Inerney, M. J. (2004). “Comparison of methods to detect biosurfactant production by diverse microorganisms.” J. of Microbiological Methods, 56, 339-347.

11- Makkar, R.S., and Cameotra, S.S. (2002). “An update on the use of unconventional substrates for biosurfactant production and their new applications.” Applied Microbiology and Biotechnology, 58, 428-434.

12- Mulligan, C. N., Yong, R. N., and Bernard Gibbs, B. F. (2001). “Heavy metal removal from sediments.”
J. of Hazardous Materials, 85, 111-125.

13- Thompson, W. H. (2001). Test methods for the examination of composting and compost, Prepared for the US Composting Council Research and Education. Foundation and the United States Department of Agriculture.

14- Juwarkar, A. A., Dubey, K. V., Anupa, N., and Singh, S. (2008). “Bioremediation of multi-metal contaminated soil using biosurfactant – a novel approach.” Indian J. of  Microbiology, 48,142-146.

15- Kim, J., and Vipulanadan, C. (2006). “Removal of lead from contaminated water and clay soil using a biosurfactant.” J. of Environmental Engineering, 132, 777-786.