ارزیابی غلظت بهینه آهن در تشکیل جاروسیت و فعالیت باکتری ‌‌اسیدی‌تیوباسیلوس فرواکسیدانس

نویسندگان

1 گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران

2 گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم، واحد جهرم، دانشگاه آزاد اسلامی، جهرم، ایران

چکیده
اهداف: ‌‌اسیدی‌تیوباسیلوس فرواکسیدانس یکی از مهم‌ترین میکروارگانیزم‌های فرآیند بیولیچینگ است. طی فرآیند بیولیچینگ مس بیواکسیداسیون آهن موجب تشکیل جاروسیت می‌شود. تشکیل جاروسیت راندمان بیولیچینگ مس را کاهش می‌دهد. این پژوهش با هدف بررسی اثر غلظت آهن در فرآیند تشکیل جاروسیت و ارزیابی رشد و فعالیت ‌‌اسیدی‌تیوباسیلوس فرواکسیدانس انجام شد.

مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، باکتری ‌‌اسیدی‌تیوباسیلوس فرواکسیدانس در محیط کشت ۹K حاوی سولفات آهن فرو با غلظت‌های ۵، ۱۰، ۲۰، ۳۰، ۵۰گرم بر ۱۰۰‌‌میلی‌لیتر و همچنین محیط حاوی جوانه جاروسیت با غلظت‌های ۵ و ۱۰گرم بر لیتر کشت داده شد. غلظت آهن با روش جذب اتمی سنجیده شد. تجزیه و تحلیل جاروسیت با روش‌‌های طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و طیف‌سنجی پرتو ایکس (XRD) صورت گرفت.

یافته‌ها: تعداد باکتری در غلظت‌های ۵، ۱۰، ۲۰، ۳۰، ۵۰گرم بر ۱۰۰‌‌میلی‌لیتر سولفات آهن فرو به ترتیب ۱۰۷×۵، ۱۰۸ ×۲/۵ ، ۱۰۷ ×۱/۵ ،۱۰۷ ×۱۰ و ۱۰۷×۷ سلول ‌بر ‌‌میلی‌لیتر و مقدار رسوب جاروسیت در غلظت‌های یادشده به‌ترتیب ۱/۸۰، ۶/۰۹ ،۱۰/۹۰، ۱۶/۶۵، ۲۸/۸گرم بود. کمترین میزان جاروسیت در غلظت سولفات آهن ۱۰گرم بر ۱۰۰‌‌میلی‌لیتر تشکیل شد. میزان غلظت جاروسیت با افزایش غلظت سولفات آهن فرو افزایش یافت و با کاهش تعداد سلول‌های اسیدی‌تیوباسیلوس فرواکسیدانس در غلظت‌های ۵ و ۱۰گرم در لیتر جوانه جاروسیت موازی بود؛ میزان غلظت جاروسیت ۳/۱۳ و ۳/۶۸گرم بود. همچنین رشد ‌باکتری در شرایط عدم حضور جوانه جاروسیت بیشتر بود.

نتیجه‌گیری: غلظت بهینه آهن فرو در محیط کشت ۹K محدوده ۱۰گرم در ۱۰۰میلی‌لیتر است. در این شرایط حداکثر رشد اسیدی‌تیوباسیلوس فرواکسیدانس و حداقل میزان تشکیل جاروسیت وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Nemati M, Harrison STL, Hansford GS, Webb C. Biological oxidation of ferrous sulphate by Thiobacillus ferrooxidans: A review on the kinetic aspects. Biochem Eng J. 1998;1(3):171-90. [Link] [DOI:10.1016/S1369-703X(98)00006-0]
Das T, Chaudhury GR, Ayyappan S. Use of Thiobacillus ferrooxidans for iron oxidation and precipitation. Biometals. 1998;11(2):125-9. [Link] [DOI:10.1023/A:1009277928506]
Daoud J, Karamanev D. Formation of jarosite during Fe2+ oxidation by Acidithiobacillus ferrooxidans. Miner Eng. 2006;19(9):960-7. [Link] [DOI:10.1016/j.mineng.2005.10.024]
Nurmi P, Özkaya B, Sasaki K, Kaksonen AH, Riekkola-Vanhanen M, Tuovinen OH, et al. Biooxidation and precipitation for iron and sulfate removal from heap bioleaching effluent streams. Hydrometallurgy. 2010;101(1-2):7-14. [Link] [DOI:10.1016/j.hydromet.2009.11.004]
Pradhan N, Nathsarma KC, Srinivasa Rao K, Sukla LB, Mishra BK. Heap bioleaching of chalcopyrite: A review. Miner Eng. 2008;21(5):355-65. [Link] [DOI:10.1016/j.mineng.2007.10.018]
Ojumu TV, Petersen J. The kinetics of ferrous ion oxidation by Leptospirillum ferriphilum in continuous culture: The effect of pH. Hydrometallurgy. 2011;106(1-2):5-11. [Link] [DOI:10.1016/j.hydromet.2010.11.007]
Liu J, Li B, Zhong D, Xia L, Qiu G. Preparation of jarosite by Acidithiobacillus ferrooxidans oxidation. J Cent South Univ Technol. 2007;14(5):623-8. [Link] [DOI:10.1007/s11771-007-0119-8]
Pogliani C, Donati E. Immobilisation of Thiobacillus ferrooxidans: Importance of jarosite precipitation. Process Biochem. 2000;35(9):997-1004. [Link] [DOI:10.1016/S0032-9592(00)00135-7]
Zhu L, Lin C, Wu Y, Lu W, Liu Y, Ma Y, et al. Jarosite-related chemical processes and water ecotoxicity in simplified anaerobic microcosm wetlands. Environ Geol. 2008;53(7):1491-502. [Link] [DOI:10.1007/s00254-007-0758-y]
Córdoba EM, Mu-oz JA, Blázquez ML, González F, Ballester A. Leaching of chalcopyrite with ferric ion, Part II: Effect of redox potential. Hydrometallurgy. 2008;93(3-4):88-96.
https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2008.04.015
https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2007.11.006
https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2007.11.005 [Link] [DOI:10.1016/j.hydromet.2008.04.016]
Welch SA, Christy AG, Kirste D, Beavis SG, Beavis F. Jarosite dissolution - Trace cation flux in acid sulfate soils. Chem Geol. 2007;245(3-4):183-97. [Link] [DOI:10.1016/j.chemgeo.2007.07.028]
Kumar SR, Gandhi KS. Modelling of Fe2+ oxidation by Thiobacillus ferrooxidans. Appl Microbiol Biotechnol. 1990;33(5):524-8. [Link] [DOI:10.1007/BF00172545]