بررسی امکان جذب زیستی همراه با تولید نانوذرات سرب و تلوریت توسط باکتری شینلا زوگلوئید DSM287

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

گروه ژنتیک،دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده
فلزات تجزیه ناپذیر، به علت داشتن ماهیت تجمع زیستی در غلظت های بالا، برای موجود زنده سمیت زا هستند. آنها از طرق گوناگون از جمله صنایع و به شکلی کنترل نشده وارد سیستم های آبی میشوند. از طرفی با توجه به نقش باکتریها به عنوان یک جاذب زیستی برای حذف فلزات، می توان از آنها در جداسازی فلزات سنگین از پساب‌های صنعتی استفاده کرد. هدف از مطالعه، بررسی جذب زیستی فلزات سرب و تلوریت توسط باکتری شینلا زوگلوئید DSM287 و امکان تولید نانوذرات، توسط باکتری می‌باشد. در این مطالعه جذب زیستی فلزات سرب و تلوریت تحت شرایط مختلف PH، دما، غلظت اولیه و زمان انکوباسیون بررسی شدند. سپس احتمال تشکیل نانوذرات همراه با جذب زیستی بررسی شد و نانوذرات توسط آزمون های مختلف تایید شدند. مطابق با نتایج، شینلا زوگلوئید DSM287 یک باکتری مقاوم به سرب و تلوریت، به ترتیب با MIC 2400و 100میکروگرم/میلی‌لیتر است. همچنین میتواند در شرایط قلیایی و دمای بین 28 تا 32 درجه و زمان های انکوباسیون مختلف یک جاذب خوب برای یون های سرب و تلوریت باشد. علاوه بر این باکتری همراه با جذب زیستی یون های تلوریت  را به نانوذرات تلوریت تبدیل کرد. نتایج آزمون DLS و ZETA اندازه 150 نانومتر و بار 34- را برای نانوذرات محاسبه کرد. همچنین میکروسکوپ الکترونی TEM این نانوذرات را به صورت کروی نامنظم نشان داد. بنابراین به طور خلاصه می توان گفت باکتری مورد مطالعه دارای پتاسیل بسیار خوبی در جذب فلزات سرب و تلوریت داشته و می‌تواند امیدی برای حذف این آلودگی ها از آب باشد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 [1] Rahman Z, Singh VP. The relative impact of toxic heavy metals (THMs)(arsenic (As), cadmium (Cd), chromium (Cr)(VI), mercury (Hg), and lead (Pb)) on the total environment: an overview. Environmental monitoring and assessment. 2019;191(7):1-21.
[2] Sall ML, Diaw AKD, Gningue-Sall D, Efremova Aaron S, Aaron J-J. Toxic heavy metals: impact on the environment and human health, and treatment with conducting organic polymers, a review. Environmental Science and Pollution Research. 2020;27:29927-42.
[3] Chen Y-G, Huang J-H, Luo R, Ge H-Z, Wołowicz A, Wawrzkiewicz M, et al. Impacts of heavy metals and medicinal crops on ecological systems, environmental pollution, cultivation, and production processes in China. Ecotoxicology and Environmental Safety.
 2021;219:112336.
[4] Md Yusop AH, Ulum MF, Al Sakkaf A, Hartanto D, Nur H. Insight into the bioabsorption of Febased materials and their current developments in bone applications. Biotechnology Journal. 2021;16(12):2100255.
[5] Hiew BYZ, Lee LY, Lee XJ, Thangalazhy-Gopakumar S, Gan S. Utilisation of environmentally friendly okara-based biosorbent for cadmium (II) removal. Environmental Science and Pollution Research.
 2021;28 (30):40608-22.
[6] Wang J, Chen C. Biosorbents for heavy metals removal and their future. Biotechnology advances. 2009;27(2):195-226.
[7] Singh S, Kumar V, Datta S, Dhanjal DS, Sharma K, Samuel J, et al. Current advancement and future prospect of biosorbents for bioremediation. Science of the Total Environment. 2020;709:135895.
[8] de Souza ID, de Andrade AS, Dalmolin RJS. Lead-interacting proteins and their implication in lead poisoning. Critical reviews in toxicology. 2018; 48(5):375-86.
[9] Kopp B, Zalko D, Audebert M. Genotoxicity of 11 heavy metals detected as food contaminants in two human cell lines. Environmental and molecular mutagenesis.
 2018; 59(3):202-10.
[10] Ramos-Ruiz A, Sesma-Martin J, Sierra-Alvarez R, Field JA. Continuous reduction of tellurite to recoverable tellurium nanoparticles using an upflow anaerobic sludge bed (UASB) reactor. Water research. 2017;108:189-96.
[11] Wu S, Li T, Xia X, Zhou Z, Zheng S, Wang G. Reduction of tellurite in Shinella sp. WSJ-2 and adsorption removal of multiple dyes and metals by biogenic tellurium nanorods. International Biodeterioration & Biodegradation. 2019;144:104751.
[12] Zhang W, Huang Y. The Synthesis of PbS NPs and Biosorption of Pb(II) by Shinella Zoogloeoides PQ7 in Aqueous Conditions. Water. 2020;12(7):2065.
[13] Jafari N, Senobari Z. Removal of Pb (II) ions from aqueous solutions by Cladophora rivularis (Linnaeus) Hoek. The scientific world journal. 2012;2012.
[14] Iravani S, Varma RS. Bacteria in heavy metal remediation and nanoparticle biosynthesis. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 2020;8(14):5395-409.
[15] Wadhawan S, Jain A, Nayyar J, Mehta SK. Role of nanomaterials as adsorbents in heavy metal ion removal from waste water: A review. Journal of Water Process Engineering. 2020;
 33:101038.
[16] Chen T, Zhang Y, Wang H, Lu W, Zhou Z, Zhang Y, et al. Influence of pyrolysis temperature on characteristics and heavy metal adsorptive performance of biochar derived from municipal sewage sludge. Bioresource technology. 2014;164:47-54.
[17] Arora R. Adsorption of heavy metals–a review. Materials Today: Proceedings. 2019;
 18: 4745-50.
[18] Chen X, Wright JV, Conca JL, Peurrung LM. Effects of pH on heavy metal sorption on mineral apatite. Environmental Science & Technology. 1997;31(3):624-31.
[19] Zeng F, Ali S, Zhang H, Ouyang Y, Qiu B, Wu F, et al. The influence of pH and organic matter content in paddy soil on heavy metal availability and their uptake by rice plants. Environmental pollution. 2011;159(1):84-91.
[20] Huang J, Yuan F, Zeng G, Li X, Gu Y, Shi L, et al. Influence of pH on heavy metal speciation and removal from wastewater using micellar-enhanced‌‌ ultrafiltration. Chemosphere. 2017;173:199-206.
[21] Ibrahim WM. Biosorption of heavy metal ions from aqueous solution by red macroalgae. Journal of Hazardous Materials. 2011; 192 (3):1827-35.
[22] Yadav VK, Fulekar M. Biogenic synthesis of maghemite nanoparticles (γ-Fe2O3) using Tridax leaf extract and its application for removal of fly ash heavy metals (Pb, Cd). Materials Today: Proceedings. 2018; 5 (9) :20704-10.