علوم و مهندسی آب و فاضلاب

علوم و مهندسی آب و فاضلاب

بهینه‌سازی شرایط رنگ‎زدایی رنگReactive Red 194 از پساب سنتتیک توسط کپک بومی "Trametes species"

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه محیط‎زیست، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.
2 محقق، مرکز تحقیقات بیوشیمی و محیط‎زیست، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.
3 استاد گروه محیط‎زیست، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.
چکیده
در پژوهش حاضر، حذف رنگ Reactive Red194 از پساب سنتتیک توسط کپک Trametes species به‎روش جذب بیولوژیکی و تخریب آنزیمی مطالعه و تاثیر منبع کربن، pH و غلظت اولیه رنگ بر میزان رنگ‌زدایی بررسی شد. بررسی منابع کربنی مختلف نشان‎داد رنگ‌زدایی با گلوکز به‎دلیل فعالیت بیشتر آنزیم لاکاز، 29/91% به‎دست آمد که 5/1 برابر بالاتر از حذف رنگ با ساکاروز و ملاس است. در pH برابر 4 به‎دلیل رشد بیشتر کپک، بیشترین حذف رنگ (57/93%) مشاهده شد. در غلظت اولیه رنگmg/L  50 میزان رنگ‎بری حدود 94% به‎دست آمد، ولی با افزایش غلظت رنگ در حدودmg/L  150 رنگ‌زدایی به عدد 21% کاهش یافت که می‌تواند به افزایش سمیت رنگ و کاهش فعالیت آنزیم لاکاز نسبت داده شود. نتایج نشان‎دادند در شرایط بهینه، 95/91% حذف رنگ به‎دست آمد که 15/68% مربوط به تخریب آنزیمی و 80/23% مربوط به جذب است. بنابراین، رنگ‌زدایی به‎دلیل فعالیت شدید آنزیم‌ لاکاز است.  هم‎چنین پارامترهای COD و TOC به‎ترتیب 16/85% و 19/74 % کاهش یافت که نشان‎گر کاهش آلاینده‌های آلی است. از این‎رو، کپک Trametes sp. به‎عنوان یک روش دوستدار محیط‌زیست در حذف رنگ آزو از پساب سنتتیک کارآمد و مؤثر است.
کلیدواژه‌ها

نایبی، ر.، و آیتی، ب.، (1390) ،"روش‎های نوین حذف رنگ از فاضلاب های صنعتی"، پنجمین همایش ملی مهندسی محیطزیست، تهران، https://civilica.com/doc/122605
جیحونی، ا.، و طلاییان، م.، (1399)، "مروری بر مطالعه حذف رنگ از پساب‎های صنعتی در محیط‎زیست"، اولین کنفرانس بینالمللی معماری، عمران، محیطزیست و کشاورزی، https://civilica.com/doc/1170310
دوست‎محمدی، م.، و گوانجی، ش.، (1390)، "تجزیه آنزیمی رنگ‎های آزو"، پنجمین همایش ملی مهندسی محیطزیست، تهران،  https://civilica.com/doc/121916
علیشاهی، ز.، ذکایی، م.، عشقی، ح.، و درودی، ا.،  (1389)، "بررسی خاصیت رنگ‎بری قارچ Trametes hirsuta بر رنگ صنعتی Remazol Black 5"، پنجمین همایش ملی مدیریت پسماند، مشهد.
قیاسی، ن.، پورفخرایی، ا.، جلیلی، ح.، پارسا، م.، و سعیدی، س.، (1402)، "شناسایی سویه قارچ تجزیه‎کننده چوب مولد آنزیم‌های لیگنینولایتیک و قابلیت حذف رنگ کوماسی بلو"، اولین همایش بین المللی زیستشناسی و علوم آزمایشگاهی، همدان،  https://civilica.com/doc/1716118
Al-Tohamy, R., Sun, J., Fareed, M.F., Kenawy, E.R., and Ali, S.S., (2020), "Ecofriendly biodegradation of Reactive Black 5 by newly isolated Sterigmatomyces halophilus SSA1575, valued for textile azo dye wastewater processing and detoxification", Scientific Reports, 10(1), 1-16, https://doi.org/10.1038/s41598-020-69304-4.
Alam, R., Mahmood, R.A., Islam, S., Ardiati, F.C., Solihat, N.N., Alam, M.B., Lee, S.H., Yanto, D.H.Y., and Kim, S., (2023), 'Understanding the biodegradation pathways of azo dyes by immobilized white-rot fungus, Trametes hirsuta D7, using UPLC-PDA-FTICR MS supported by in silico simulations and toxicity assessment", Chemosphere, 313, 137505, https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.137505.     
APHA. (2005). Standard methods for the examination of water and wastewater, In American Public Health Association, American Water Works Association and Water Environment Federation, 21st  Edition, Washington, D.C. 
Arıca, M.Y., and Bayramoğlu, G., (2007), "Biosorption of Reactive Red-120 dye from aqueous solution by native and modified fungus biomass preparations of Lentinus sajor-caju", Journal of Hazardous Materials, 149(2), 499-507, https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.04.021.
Dauda, M.Y., and Erkurt, E.A., (2020), "Investigation of reactive Blue 19 biodegradation and byproducts toxicity assessment using crude laccase extract from Trametes versicolor", Journal of Hazardous Materials, 393, 121555. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121555.
De Paula, N.M., da Silva, K., Brugnari, T., Haminiuk, CW. I., and Maciel, G.M., (2022), "Biotechnological potential of fungi from a mangrove ecosystem: Enzymes, salt tolerance and decolorization of a real textile effluent", Microbiological Research, 254, 126899, https://doi.org/10.1016/j.micres.2021.126899.
Eskandari, F., Shahnavaz, B., and Mashreghi, M., (2019), "Optimization of complete RB-5 azo dye decolorization using novel cold-adapted and mesophilic bacterial consortia", Journal of Environmental Management, 241, 91-98, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.03.125.
Ghobadi Nejad, Z., Borghei, S.M., and Yaghmaei, S., (2019), "Kinetic studies of Bisphenol A in aqueous solutions by enzymatic treatment", International Journal of Environmental Science and Technology, 16(2), 821-832, https://doi.org/10.1007/s13762-018-1654-6.
Harja, M., Buema, G., and Bucur, D., (2022), "Recent advances in removal of Congo Red dye by adsorption using an industrial waste", Scientific Reports, 12, 6087, https://doi.org/10.1038/s41598-022-10093-3,  
Heri, D., Yanto, Y., Mishellia, R., Dwi, O., Dwi, B., Watanabe, T., Wibisono, Y., and Hung, Y., (2023), "Optimization of dye-contaminated wastewater treatment by fungal mycelial-light expanded clay aggregate composite", Environmental Research, 231, 231(May), 116207. https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.116207
Lellis, B., Fávaro-polonio, C.Z., Pamphile, J.A., and Polonio, J.C., (2019), "Effects of textile dyes on health and the environment and bioremediation potential of living organisms", Biotechnology Research and Innovation,  3(2), 275-290, https://doi.org/10.1016/j.biori.2019.09.001.  
Madhuri, R.J., and Lakshmi, G.V., (2014), "Biodegradation of congo red azo dye by Aspergillus spp. isolated from dye contaminated soils", Journal of Agricultural Science and Technology. A, 4(5A).
Mahmoud, MS., Mostafa, M. K., Mohamed, S.A., Sobhy, N.A., and Nasr, M., (2017), "Bioremediation of red azo dye from aqueous solutions by Aspergillus niger strain isolated from textile wastewater", Journal of Environmental Chemical Engineering, 5(1), 547-554. https://doi.org/10.1016/j.jece.2016.12.030.
Maniyam, M.N., Ibrahim, A.L., and Cass, A.E.G., (2020), "Decolourization and biodegradation of azo dye methyl red by Rhodococcus strain UCC 0016", Environmental Technology, 41(1), 71-85, https://doi.org/10.1080/09593330.2018.1491634.
Oke, N., and Mohan, S., (2022), "Development of nanoporous textile sludge based adsorbent for the dye removal from industrial textile effluent", Journal of Hazardous Materials, 422, 126864, https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126864.
Ortiz-Monsalve, S., Dornelles, J., Poll, E., Ramirez-Castrillón, M., Valente, P., and Gutterres, M., (2017), "Biodecolourisation and biodegradation of leather dyes by a native isolate of Trametes villosa", Process Safety and Environmental Protection, 109, 437-451, https://doi.org/10.1016/j.psep.2017.04.028.
Ortiz-Monsalve, S., Valente, P., Poll, E., Jaramillo-García, V., Henriques, J.A.P., and Gutterres, M., (2019), "Biodecolourization and biodetoxification of dye-containing wastewaters from leather dyeing by the native fungal strain Trametes villosa SCS-10", Biochemical Engineering Journal, 141, 19-28. https://doi.org/10.1016/j.bej.2018.10.002.
Riegas-Villalobos, A., Martínez-Morales, F., Tinoco-Valencia, R., Serrano-Carreón, L., Bertrand, B., and Trejo-Hernández, M.R., (2020), "Efficient removal of azo-dye Orange II by fungal biomass absorption and laccase enzymatic treatment", 3 Biotech, 10(4), 1-10. https://doi.org/10.1007/s13205-020-2150-5.   
Salem, S.S., Mohamed, A., El-Gamal, M., Talat, M., and Fouda, A., (2019), "Biological decolorization and degradation of azo dyes from textile wastewater effluent by Aspergillus niger", Egyptian Journal of Chemistry, 62(10), 1799-1813, https;//doi.or/10.21608/ejchem.2019.11720.1747.
Saratale, R.G., Rajesh Banu, J., Shin, H.-S., Bharagava, R.N., and Saratale, G.D., (2020), "Textile industry wastewaters as major sources of environmental contamination: Bioremediation approaches for its degradation and detoxification", In Bioremediation of Industrial Waste for Environmental sSafety, (pp. 135–167), Springer, https://doi.org/10.1007/978-981-13-1891-7_7.
Sharma, J., Sharma, S., and Soni, V., (2021), "Classification and impact of synthetic textile dyes on Aquatic Flora: A review", Regional Studies in Marine Science, 45, 101802, https://doi.org/10.1016/j.rsma.2021.101802.
Singh, A., Pal, D.B., Mohammad, A., Alhazmi, A., Haque, S., Yoon, T., Srivastava, N., and Gupta, V.K., (2022), "Biological remediation technologies for dyes and heavy metals in wastewater treatment: New insight", Bioresource Technology, 343(October 2021), 126154, https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126154.  
Singh, G., and Dwivedi, S.K., (2020), "Environmental technology and innovation decolorization and degradation of Direct Blue-1 (Azo dye) by newly isolated fungus Aspergillus terreus GS28, from sludge of carpet industry", Environmental Technology & Tnnovation, 18, 100751, https://doi.org/10.1016/j.eti.2020.100751.   
Zhuo, R., and Fan, F., (2021), "Science of the total environment, A comprehensive insight into the application of white rot fungi and their lignocellulolytic enzymes in the removal of organic pollutants", Science of the Total Environment, 778, 146132. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146132.
دوره 9، شماره 3
پاییز 1403
صفحه 29-41

  • تاریخ دریافت 24 مهر 1402
  • تاریخ بازنگری 25 آذر 1402
  • تاریخ پذیرش 02 بهمن 1402