Skip to main content
SUPERVISOR
Akram Zamani foroshani,Keikhosro Karimi,Nasrin Etesami
اکرم زمانی فروشانی (استاد راهنما) کیخسرو کریمی (استاد مشاور) نسرین اعتصامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Foroogh Rouhollahi
فروغ روح الهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
Heavy metals at concentration higher than the limited defined by standards, may create problems for environment. Due to the wide usage of metals in industries and their degradation at environment, the accumulation of heavy metals in the environment is beyond that amount removed through natural processes. In comparison with other methods of metal removal, biological uptake is more effective, economical and environmentally friendly. Fungi and especially zygomycetes have good adsorption capability, because of presence of chitin and chitosan in their cell wall. In this study, zygomycete fungus Rhizomucor pusillus biomass and Mucor indicus were used for nickel removal. Untreated dried biomass of Rhizomucor pusillus showed 64.6% Ni(II) removal. Enzymatic and chemical approaches were successfully employed to improve nickel biosorption capacity of Rhizomucor pusillus biomass. Increasing concentration of sodium hydroxide (from 0.002 to 17.5 g/l) was accompanied with enhancement of Ni removal (from 93.2 to 100.0%). Moreover, at higher concentrations (5-17.5 g/l), the pretreated biomass removed nearly all Ni (II) ions from solutions. Analysis of pretreated biomass composition showed that the increasing in concentration of NaOH, decreased protein content of cell wall and also increased glucosamine and N-acetyl glucosamine which are indicators for chitosan and chitin. SEM analysis indicated that alkali treatment using 0.002 g/l NaOH, created a more swollen structure. Higher concentration (10 mg/l) however, considerably changed the morphology of biomass and formed a sheet structure. Pretreatment of biomass, with just 0.1 µl neutrase/g biomass, improved Nickel removal to 91.8%. SEM analysis indicated that enzymatic enhanced the porosity of biomass. Protein analysis showed both pretreatments removed a major part of fungal biomass proteins and exposure more available binding sites for metal biosorption. In this study also chitosan extracted from Mucor indicus cell wall (grown on medium containing palm sap as a main source of food) and shrimp chitosan used for nickel removal. Equilibrium study showed resulting isotherms for both chitosan were fitted using Langmuir model. Simplified models such as pseudo-first-order, pseudo-second-order and intra-particle diffusion equations were used to determine the rate controlling step. The analysis of kinetic models showed that pseudo-second-order is predominant, and the overall rate of the metal ion adsorption process is therefore controlled by adsorption reactions. Key Words Adsorption, Alkali Pretreatment, Biomass, Chitosan, Enzymatic Pretreatment, Mucor Indicus , Rhizomucor Pusillus .
حضور فلزات سنگین در آب های سطحی و زیرزمینی در غلظت هایی بیشتر از مقدار تعیین شده در استانداردها، مشکلات و مسائل زیست محیطی فراوانی ایجاد کرده است. با توجه به افزایش کاربرد فلزات در صنایع و تخریب ناپذیری آن ها در محیط، میزان تجمع فلزات سنگین در محیط زیست بسیار فراتر از مقداری است که از طریق فرآیندهای طبیعی برداشت می شود. در مقایسه با سایر روش های حذف فلزات، جذب زیستی به عنوان روشی موثرتر، مقرون به صرفه تر و نیز دوستدار محیط زیست به شمار می رود. در بین جاذب های زیستی، قارچ ها و به ویژه قارچ های خانواده زیگومیست به علت وجود پلیمرهایی چون کیتوزان وکیتین در دیواره سلولی خود، توانایی بالایی در جذب فلزات سنگین دارند. در این تحقیق، از زیست توده قارچ موکوایندیکوس و رایزوموکورپاسیلوس به عنوان جاذب برای جذب زیستی فلز نیکل استفاده شد. درصدجذب نیکل توسط زیست توده خشک شده 7/64% بود. به منظور بهبود ظرفیت جذب این فلز بر روی زیست توده رایزوموکورپاسیلوس خشک شده، فرآیندهای پیش فرآوری قلیایی و آنزیمی انجام شد. پیش فرآوری با استفاده ازمحلول سود و آنزیم پروتئاز، ظرفیت جذب را به میزان زیادی افزایش داد. افزایش غلظت سود از 002/0 تا 5/17 گرم بر لیتر درصد جذب نیکل را از 2/93 تا100% افزایش داد. در غلظت های بالای 5 گرم بر لیتر سود بیش از 99/99% نیکل موجود در محلول آبی جذب شد. نتایج حاصل از آنالیز ترکیب درصد اجزای زیست توده نشان داد که با افزایش غلظت سود میزان پروتئین موجود در دیواره سلولی زیست توده کاهش یافته و همچنین میزان گلوکزآمین و نرمال استیل گلوکز آمین که به ترتیب معیاری از میزان کیتوزان و کیتین هستند، افزایش یافته است. مقایسه عکس های گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی از زیست توده پیش فرآوری شده با 002/0 گرم بر لیتر سود با زیست توده خشک شده ، نشان می دهد که پیش فرآوری با غلظت پایین سود باعث افزایش تخلخل و سطح تماس جاذب شده است. درحالیکه در شرایط پیش فرآوری شده با 10 گرم بر لیتر سود، ساختار زیست توده به طور کامل تغییر کرده و به فرم صفحه ای تبدیل شده است. پیش فرآوری زیست توده تنها با مقدار 1/0 میکرولیتر آنزیم به ازای 1 گرم زیست توده، درصد جذب را تا 8/91% افزایش داد. عکس های گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی حاکی از افزایش تخلخل و متورم شدن جاذب در اثر پیش فرآوری آنزیمی است. هر دو روش پیش فرآوری با حذف پروتئین و ناخالصی های موجود بر سایت های جذب، تعداد سایت های در دسترس برای پیوند با یون های فلزی را افزایش داده اند. در این تحقیق همچنین کیتوزان موجود در دیواره سلولی قارچ موکورایندیکوس (رشد یافته بر محیط کشت حاوی شیره خرما به عنوان منبع غذایی اصلی) استخراج شده و به همراه کیتوزان تجاری برای جذب نیکل مورد استفاده قرار گرفتند. مطالعه داده های تعادلی نشان داد که معادله لانگمویر برای هر دو نوع کیتوزان قارچی و تجاری بیشترین تطبیق را با داده های آزمایشگاهی دارد. از مقایسه داده های آزمایشگاهی با مدل های شبه درجه اول، شبه درجه دوم و نفوذ درون ذره ای مشخص شد که سینتیک جذب از مدل شبه درجه دوم پیروی کرده و مرحله جذب سطحی کنترل کننده سرعت جذب می باشد. واژگان کلیدی پیش فرآوری آنزیمی، پیش فرآوری قلیایی، جذب زیستی، رایزوموکرپاسیلوس، زیست توده، کیتوزان، موکور ایندیکوس.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی