نوع مقاله : پژوهشی- فارسی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری/ دانشگاه آزاد اسلامی واحد فلاورجان، اصفهان ، ایران

2 گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد فلاورجان، اصفهان ، ایران

3 استادیار گروه میکروبیولوژی/ دانشگاه آزاد اسلامی واحد فلاورجان

4 دانشیار گروه شیمی/ دانشگاه آزا اسلامی واحد فلاورجان

10.22108/bjm.2022.131079.1423

چکیده

مقدمه: پسماندهای الکترونیکی بدون پردازش در خاک دفن میشوند و حاوی سرب، یکی از فلزات سنگین میباشند که در صورت عدم پردازش صحیح در خاک جمع شده باعث ایجاد سمیت میشود . بنابراین هدف از این مطالعه بررسی جذب زیستی سرب توسط باسیلوس تروپیکوس جدا شده از خاکهای حاوی پسماندهای الکترونیکی در اصفهان بود.

مواد و روش‌ها: در این مطالعه مقطعی، نمونه‌گیری از خاکهای آلوده چندین منطقه از تپه‌های گردنه زینل اصفهان انجام شد و پس از اندازه‌گیری دما، pH، TOC و میزان فلزات در نمونه ها، جداسازی باکتریهای‌ مقاوم به سرب انجام و میزان رشد باکتریها در غلظتهای 5 تا 35 میلی‌مولار سرب بررسی شد، سپس حداقل غلظت ممانعت کننده از رشد (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC) تعیین گردید. بررسی مورفولوژی، آنتی بیوگرام و شناسایی مولکولی باکتری‌ مورد نظر به روش کلنی-واکنش زنجیره‌ای پلیمراز انجام و جذب زیستی باکتری با ICP-OES ارزیابی شد. در نهایت بمنظور ارزیابی ساخت نانوذرات سرب الگوی XRD، تصاویر SEM و EDS سنجش شد. داده‌های خام با نرم‌افزار SPSS و آزمون آماری Independent t-test ارزیابی شد.

نتایج: براساس یافته‌ها ، pH خاک مورد ارزیابی 4/9، دمای آن Cͦ 8/27، TOC 8/1 % و میزان سرب خاک بر اساس آنالیز ICP-OES برابرppm 4/658 سنجش شد . سویه باکتریایی دارای 99% قرابت ژنتیکی با باسیلوس تروپیکوس بود که توان حذف زیستی بالایی (37/56 %) نسبت به سرب را داشت. نتایج الگوی XRD، SEM و EDS حاکی از تبدیل فلز سرب جذب‌شده به نانوذره بود..

بحث و نتیجه‌گیری: با توجه باینکه باسیلوس تروپیکوس مقاومت و جذب بالایی را نسبت به سرب از خود نشان داد، میتواند در آینده پس از حذف ژنهای مقاومت آنتی بیوتیکی گزینه مناسبی برای حذف زیستی این فلز از پسماندهای الکترونیکی و سایر پسماندهای صنعتی باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Lead biosorption and biosynthesis of lead nanoparticles by Bacillus tropicus isolated from soils containing electronic wastes in Isfahan

نویسندگان [English]

  • Fateme Moeini 1
  • monir doudi 2
  • Zarrindokht Emami Karvani 3
  • Masoud Fouladgar 4

1 Department of Microbiology, Faculty of Biological Sciences, Falavarjan Branch, Islamic Azad

2 Department of microbiology , Falavarjan Branch , Islamic Azad University ,Isfahan ,Iran

3 Department of Microbiology, Faculty of Biological Sciences, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran

4 Department of Chemistry, Faculty of Biological Sciences, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran

چکیده [English]

Introduction: Electronic waste is an electronic device that is disposed of in the soil without processing.. Lead is one of the heavy metals in many electronic, if not properly processed, can cause toxicity in the. Therefore, the aim of this study was investigate the biosorption of lead metal by Bacillus tropicus isolated from soils containing electronic wastes in Isfahan.

Materials and Methods: In this cross-sectional study, sampling of contaminated soils in several areas of the Zainal Pass hills of Isfahan, was performed. After measuring temperature, pH, TOC and the amount of metals in the soil sample, lead-resistant bacteria were isolated. The growth rate of bacteria was evaluated at concentrations of 5 to 35 mM of lead, then the minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum bactericidal concentration (MBC) were determined. Morphology, antibiogram and molecular identification of the bacteria were performed by colony-polymerase chain reaction method and bioabsorption of bacteria was evaluated by ICP-OES. Finally, XRD, SEM images and EDS were evaluated. The raw data were analyzed by SPSS software, using an independent t-test.

Results: Based on the findings of this study, the pH of the evaluated soil was 9.4, its temperature was 27.8 ° C, TOC of the sample was 1.8% and the amount of soil lead was measured at 658.4 ppm based on ICP-OES analysis. It was significantly higher than normal. lead-resistant bacterial strain isolated to lead had 99% genetic affinity with Bacillus tropicus, which had a high biological removal potential (56.37%) of lead metal. XRD, SEM and EDS results showed the conversion of adsorbed lead metal to nanoparticles.

Discussion and Conclusion: Considering that Bacillus tropicus showed high resistance and adsorption to lead metal, it can be a suitable option for bio-removal of lead from electronic and other industrial wastes in the future after removal of antibiotic resistance genes

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanoparticle biosynthesis
  • Lead-resistant bacteria
  • Electronic waste
  • Biosorption
  • Biological removal