موفقیت محققان ایرانی در تجزیه نانوآنزیمی آلاینده‌ها

کد خبر: ۳۵۹۹۳۵

تاریخ: ۰۴ آذر ۱۳۹۲ - ۰۸:۰۹

محققان رشته مهندسی بهداشت محیط فرایند تجزیه آنزیمی آلاینده نیتروفنل از محیط آبی با استفاده از بستر سیلیکای متخلخل با منافذ نانو را مورد مطالعه و بررسی قرار دادند.

به گزارش ایسنا، بستر به کار رفته در این تحقیق که جهت تثبیت آنزیم لاکاز مورد استفاده قرار گرفته، می‌تواند در تصفیه فاضلاب صنایع مورد استفاده قرار گیرد. منافذ موجود در این بستر با فراهم آوردن نسبت سطح به حجم بالاتر، منجر به تثبیت بیشتر و بهتر آنزیم می‌شوند.

به نوشته سایت نانو، ترکیبات نیتروفنل که در صنایع مختلف دارویی، شیمیایی، تولید سموم و غیره دارای مصارف زیادی است، به عنوان یکی از آلاینده‌های دارای تقدم توسط سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا طبقه بندی شده است. مهمترین ترکیب این گروه، 2و4-دی نیتروفنل است که به طور گسترده در فاضلاب صنایع شیمیایی مختلف و پتروشیمی یافت می‌شود. این ترکیب، از مواد بسیار سمی است که در اثر تماس طولانی مدت این ماده با انسان و حیوان از طریق استنشاق یا جذب پوستی با تاثیر بر مغز استخوان، سیستم اعصاب مرکزی و سیستم قلبی-عروقی باعث ایجاد تورم غدد لنفاوی، اگزما، از بین رفتن ناخن‌ها، افزایش نرخ متابولیسم، افزایش دمای بدن، سردرد، تعریق شدید، تشنگی و خستگی می‌شود. با توجه به دفع پساب صنایع به محیط زیست و بدون تصفیه مناسب، مشکلات مختلف زیست محیطی این ترکیب و استانداردهای دفع در محیط و با نظر به این که روش‌های متداول تصفیه نظیر جذب، اکسیداسیون شیمیایی و غیره، قادر به حذف کامل آنها نیست، نیاز به یک روش تصفیه‌ای جدید احساس می‌شود.

یکی از روش‌های کم هزینه همراه با عملکرد مناسب، تصفیه بیوتکنولوژیکی است. در این بین، تصفیه فاضلاب توسط قارچ‌ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مطالعه با استفاده از آنزیم قارچی خارج سلولی لکاز تثبیت شده بر روی بستر سیلیکای متخلخل با منافذ نانو، نسبت به حذف آلاینده 2و4-دی نیتروفنل اقدام شد.

عماد دهقانی فرد، دانشجوی دکتری رشته مهندسی بهداشت محیط دانشگاه علوم پزشکی تهران هدف انجام این طرح را بررسی کارایی آنزیم لاکاز تثبیت شده روی سیلیکای متخلخل با منافذ نانو در حذف آلاینده 4،2-دی نیتروفنل از محیط آبی اعلام کرد. از طرفی با توجه به این امر که تصفیه آنزیمی آلاینده‌های آلی به دلیل ماهیت واکنش‌های انجام شده (اکسیداسیون توسط آنزیم لکاز)، ممکن است منجر به تولید محصولاتی با سمیت بیشتر نیز شوند، بنابراین در این مطالعه به بررسی سمیت پساب خروجی از سیستم تصفیه آنزیمی نیز پرداخته شد.

وی در رابطه با مراحل انجام این پروژه گفت: در این مطالعه، آنزیم خارج سلولی لکاز بر روی بستر سیلیکای متخلخل با منافذ نانو تثبیت شد که در دو فاز طراحی شده است. در فاز اول که پایلوت به صورت ناپیوسته بود، آنزیم لکاز با استفاده از مواد فعال کننده سطحی، بر روی بستر تثبیت شد. سپس با در نظر گرفتن متغیرهای مختلف نظیر دما، زمان ماند، pH، غلظت اولیه آلاینده و غلظت آنزیم، شرایط بهینه حذف آلاینده مورد نظر بدست آمد. در فاز دوم، با طراحی یک سیستم پیوسته و با در نظر گرفتن شرایط بهینه، آلاینده بطور مداوم به راکتور طراحی شده وارد شد که به صورت پیوسته عمل حذف آن توسط اکسیداسیون آنزیمی انجام شد.

دهقانی فرد خاطرنشان کرد: نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین تاثیر در فرآیند حذف آلاینده مربوط به متغیر زمان ماند و کمترین تاثیر مربوط به متغیر pH بود.

وی تصریح کرد: همچنین تثبیت آنزیم موجب قابلیت بازیابی و افزایش مقاومت آنزیم نسبت به متغیرها شد. بنابراین سیستم آنزیمی لاکاز قادر به حذف آلاینده 2و4-دی نیتروفنل از محیط آبی است. شایان ذکر است که از آنزیم تثبیت شده بر روی سیلیکای متخلخل با منافذ نانو می‌توان در حذف طیف گسترده‌ای از آلاینده‌های آلی موجود در آب استفاده کرد.

طبق گفته‌های دهقانی فرد، این محققان در ادامه انجام این پروژه به دنبال بهبود شرایط عملکردی راکتور فاز پیوسته هستند.

نتایج این پژوهش که حاصل تحقیقات عماد دهقانی فرد و همکاران وی است، در مجله Iranian Journal of Environmental Health Science & Engineering به چاپ رسیده است.