Nehézfém bioszorpció mikroorganizmusokon

Abstract

A bioszorpciós folyamatok vizsgálata során különböző baktérium- és algasejtek (Pseudomonas aeruginosa PAO1, Pseudomonas fluorescens BME, Escherichia coli ATCC 25922, Escherichia coli D31 m3, Chlorella vulgaris, Spirulina (Arthrospira) platensis-maxima) adszorpciós képességét hasonlítottam össze nehézfémionokra. A legnagyobb adszorpciós kapacitással rendelkező Spirulina (Arthrospira) platensis-maxima sejtek immobilizálásával oszloptölteteket készítettem, amelyek jó hatékonysággal, kis előállítási költséggel és regenerálhatóan működtethetők.

A vizsgálatok első lépéseként meghatároztam azokat az optimális körülményeket, amelyek között az adszorpció nagy hatékonysággal játszódik le. Az 1 g/dm3 bioszorbens koncentráció és a pH 5-6 tartomány több nehézfém (Pb-, Cd-, Cu- és Zn-ionok) eltávolításában minden vizsgált bioszorbens esetében nagy hatékonyságot biztosít. A bioszorpció szobahőmérsékleten is gyorsan lejátszódik, a hőmérséklet emelése nem kedvező, csökkenti az adszorbeált mennyiséget. A bioszorbensként kiválasztott - környezeti tényezők változásával szembeni ? nagy tűrőképességgel rendelkező mikroorganizmusok közül a Spirulina platensis-maxima kékalgák rendelkeznek a legkiemelkedőbb adszorpciós kapacitással. A Chlorella vulgaris zöldalgasejtek adszorpciós kapacitása nehézfémekre nézve kisebb. A baktériumtörzsek közül a Pseudomonas sejtek képesek nagyobb nehézfémmennyiségek megkötésére, az Escherichia törzsek adszorpciós kapacitása elmarad a többi vizsgált mikroorganizmus mögött. Gélgyöngyökből oszloptölteteket készítettem alginátban és kitozánban immobilizált Spirulina platensis-maxima sejtek felhasználásával. Kitozánból stabil, ellenálló gélgyöngyöket készítettem. Áramlásos körülmények között összehasonlítottam az optimális összetételű gélgyöngyök és az immobilizáló ágensből készített gyöngyök adszorpciós kapacitását. Az eredmények szárazanyag tartalomra vonatkoztatott elemzése szerint az alginát gélgyöngyök rendelkeznek a legnagyobb Pb2+, Cd2+ és Cu2+ adszorpciós hatékonysággal. A Zn2+-ionokat a kitozánban immobilizált S. platensis-maxima sejteket tartalmazó gélgyöngyök a kitozánnál nagyobb, a szabad algasejteknél kisebb hatékonysággal kötik meg. A gélgyöngyök legalább 5 szorpciós cikluson keresztül híg ásványi savakkal regenerálhatók.