برهم کنش سودوموناس پوتیدا با پالیگورسکیت و سپیولیت و توانایی جذب سرب توسط باکتری در حضور و عدم حضور کانی ها

باکتری ها از فراوان ترین ریز جانداران ساکن در خاک به شمار می آیند. باکتری های خاک زی با کارکردهای مهم و متنوع، بسترساز واکنش های اساسی خاک هستند. حاصلخیزی خاک، شرکت در چرخه عناصر و تشکیل و پایداری ساختمان خاک از جمله نقش-های این ریز جانداران است. سودوموناس پوتیدا ریزجاندار منحصر به فرد خاک است که می تواند در برابر بسیاری از حلال های آلی مقاومت کند. 90-80% باکتری ها به صورت جذب شده روی سطوح جامدند. کلوئیدهای معدنی، با داشتن سطح ویژه و چگالی بار زیاد، واکنش پذیرترین بخش از اجزاء معدنی خاک هستند و زیستگاهی ترجیحی برای باکتری ها به شمار می آیند. اثرات متقابل بین باکتری ها و کانی ها بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک ها همچون هوازدگی کانی ها، تشکیل خاکدانه ها، معدنی شدن عناصر غذایی، توزیع اکولوژیکی و زنده مانی باکتری ها، انتقال و سرنوشت نهایی آلاینده ها و انتقال پاتوژن ها در خاک تاثیر دارد. در سیستم خاک علاوه بر دو جزء کلوئیدهای رسی و باکتری ها فلزات سنگین نیز وجود دارند. آلودگی فلزات سنگین یکی از معضلاتی است که با صنعتی شدن و تحول جوامع شدت بیشتری یافته است. فلزات سنگین از آلاینده های پایدار غیر قابل تجزیه بیولوژیکی هستند که به وسیله فرآیندهای طبیعی و یا فعالیت های انسانی در محیط زیست رها شده، به طور خودبه خود و طبیعی تخریب پذیر نیستند. سرب یکی ازخطرناک ترین فلزات سنگین محسوب می شود که اگر غلظت آن از حد مجاز تجاوز کند می-تواند سلامتی انسان را به خطر اندازد. این پژوهش با هدف بررسی برهم کنش باکتری سودوموناس پوتیدا با پالیگورسکیت و سپیولیت به عنوان کانی های ویژه مناطق خشک و نیمه خشک و همچنین بررسی میزان جذب بیولوژیکی سرب توسط باکتری و کمپوزیت های باکتری-کانی انجام گرفت. در این پژوهش سینتیک جذب باکتری سودوموناس پوتیدا به وسیله پالیگورسکیت و سپیولیت بررسی و روابط جذب وابسته به زمان به وسیله مدل های مختلف سینتیکی توصیف شد. در بین مدل های سینتیکی، مدل تابع توانی به عنوان بهترین مدل سینتیکی برازش یافته بر داده های جذب باکتری به وسیله پالیگورسکیت و به ویژه سپیولیت انتخاب گردید. داده های سینتیک جذب سودوموناس پوتیدا توسط رس ها نشان داد که بیشترین میزان جذب در 30-20 دقیقه اولیه صورت گرفته و پس از آن افزایش معنی داری در جذب باکتری دیده نشد. برای حصول اطمینان، زمان 1 ساعت به عنوان زمان تعادل در آزمایش-های جذب تعادلی در نظر گرفته شد. همچنین تاثیر غلظت تعادلی نیز بر جذب سودوموناس پوتیدا توسط پالیگورسکیت و سپیولیت (هم دماهای جذب) مورد بررسی قرار گرفت. داده های جذب با استفاده از مدل های فروندلیچ و به ویژه لانگمویر برازش خوبی را نشان دادند. مقایسه پارامترهای مدل های هم دماهای جذب نشان داد که باکتری سودوموناس پوتیدا تمایل بیشتری برای جذب به سطوح سپیولیت نسبت به پالیگورسکیت دارد. ارتباط مستقیمی بین سطح ویژه کانی ها و میزان جذب باکتری دیده نشد. با توجه به اینکه سطوح سلول های باکتری و کانی ها دارای بار الکتریکی منفی هستند، به نظر می رسد پیوندهای واندروالس، آبگریزی و شاید پل کاتیونی در فرآیند جذب باکتری تاثر گذار هستند. به دلیل اهمیت موضوع آلودگی، در این پژوهش توانایی باکتری سودوموناس پوتیدا و همچنین کمپوزیت کانی های پالیگورسکیت و سپیولیت-باکتری در حذف فلز سنگین سرب مورد بررسی قرار گرفت. باکتری سودوموناس پوتیدا ظرفیت قابل توجهی در جذب سرب داشت. حداکثر جذب سرب به وسیله این باکتری 4/582 میلی گرم بر گرم محاسبه شد. مدل لانگمویر در توصیف فرآیند جذب سرب توسط سودوموناس پوتیدا موفق تر از مدل فروندلیچ بود. با افزایش نسبت باکتری در کمپوزیت باکتری-رس میزان جذب سرب کاهش یافت که این امر ممکن است به دلیل پوشیده شدن گروههای عامل و اشغال مکان های جذبی موجود در سطوح رس ها توسط باکتری ها باشد. کمپوزیت های باکتری–سپیولیت در نسبت های متناظر موثرتر از سطوح باکتری -پالیگورسکیت در جذب سرب عمل کردند.