كفاءة بعض البكتريا المتحملة للملوحة المعزولة من المبازل الزراعية لإزالة بعض المعادن الثقيلة والفينول من الماء

الباحث

علي خالد إبراهيم المطيري

المشرف

إيثار كامل الميالي

الجامعة

جامعة بغداد

الكلية / القسم

كلية العلوم / علوم الحياة

الشهادة

دكتوراه

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Halophilic Bacteria ; Heavy Metals ; Phenol Removal ; Agricultural Drainage

تم اجراء الدراسة الحالية لإيجاد أنواع من البكتريا المحبة للملوحة التي لها القابلية على إزالة الملوثات من المياه بكفاءة عالية و باقل الاضرار على البيئة. وقد تضمنت الدراسة الحالية الجوانب التالية: تضمن الجانب الأول دراسة الواقع البيئي لمياه مبزل السدة الواقع في منطقة المهناوية الى السدة في محافظة بابل للفترة من تشرين الأول لعام 2020 ولغاية تموز 2021 وبواقع عينة لكل موسم. وتم دراسة العوامل الفيزيائية والكيمياوية، حيث وجد ان حرارة el sell تراوحت من 18”م في الشتاء الى 43 "م في الصيف ودرجة حرارة الماء من 12 “م في الشتاء الى 31 “م في الصيف ولكلا الموقعين. بينما كانت قيمة الاس الهيدروجيني للمياه تتراوح من 6.4 في الصيف الى 8.3 في الربيع في الموقع الأول ومن 6.1 في الصيف الى 8.4 في الشتاء في الموقع الثاني. تراوحت قيم التوصيلية الكهربائية من 2917 و2850 مايكروسيمنز/سم في الشتاء الى 5160 و5600 مايكروسيمنز/سم في الربيع في الموقع الأول والموقع الثاني على التوالي. بينما كانت قيم الملوحة تشير الى ان المياه تعتبر متوسطة الملوحة (مويلحة). تراوحت قيم الاوكسجين المذاب من 2.214 و0.855 ملغم التر في الخريف الى 6.527 و6.5 ملغم! لتر في الشتاء في الموقع الأول الموقع الثاني على التوالي. بينما كانت قيم المتطلب الكيمائي الحيوي يتراوح من 1.280 و 1.2 ملغم التر في الشتاء الى 5.167 و4.817 ملغم التر في الخريف في الموقع الأول و الثاني على التوالي.من الناحية الأخرى كانت قيم الفوسفات و النترات في كلا الموقعين اقل بكثير من الحدود المسموح. فيما يخص قيم الصوديوم فقد تراوحت من 86.25 و76.25 جزء بالمليون في الخريف الى 315 و267 جزء بالمليون في الشتاء في الموقع الاول والثاني على التوالي. فيما يخص المغنسيوم فقد تراوحت القيم من 64 و53 جزء بالمليون في الربيع في الموقع الأول والثاني على التوالي الى 4 في الخريف في الموقع الأول و97 جزء بالمليون في الشتاء في الموقع الثاني. اما الكالسيوم فقد تراوحت قيمته من 101 جزء بالمليون في الصيف الى 265.6 جزءا بالمليون في الخريف في الموقع الأول ومن 125 جزء بالمليون في الخريف الى 151 جزء | بالمليون في الربيع في الموقع الثاني. وقد تم قياس تركيز ستة عناصر من المعادن الثقيلة حيث وجد ان قيم النحاس تتراوح من 1 جزء بالمليون في الخريف والشتاء الى 0.04 جزءاً بالمليون في الربيع في الموقع الأول ومن 0.007 في الخريف الى 0.63 جزء بالمليون في الشتاء في الموقع الثاني. تراوحت قيم الكادميوم من 0.009 و0.008 جزء بالمليون في الصيف الى 0.3 و0.5 جزءاً بالمليون في الشتاء في الموقع الأول والثاني على التوالي. بينما كانت قيم الرصاص تتراوح من 0.07 و0.06 في الخريف الى 0.12 و1.3 جزءا بالمليون في الشتاء في الموقع الأول والثاني على التوالي. تراوحت قيم الزنك من 0.03 و0.02 جزءا بالمليون في الصيف الى 0.05 و1.14 جزء بالمليون في الشتاء في الموقعين الأول والثاني على التوالي. بينما كانت قيم الحديد تتراوح من 0.045 في الربيع الى 0.2 جزءا بالمليون في الصيف في الموقع الاول ومن 0.04 في كل من الخريف والشتاء الى 0.41 جزءا بالمليون في الصيف في الموقع الثاني. بينما كانت قيم الزئبق تتراوح من 0.0004 في الخريف في كلا الموقعين الى 0.008 و0.009 جزءا بالمليون في الموقع الاول و الثاني على التوالي. F المستخلص اما الجانب الثاني فقد تضمن عزل و تشخيص الأنواع البكترية المحبة للملوحة حيث تم J je و تشخيص و تسجيل ثلاث سلالات جديدة من البكتريا المحبة للملوحة و هي Bacillus subtilis AlK و 415 Bacillus Subtilis و Staphylococcus Xylosus AlY و قد تم استخدام البكتريا الأكثر كفاءة و سيادة و هي .B. subtilis AIK اما الجانب الثالث فيتمثل باختبار كفاءة البكتريا المحبة للملوحة <B. SUDtilig AIK في معالجة ملوحة المياهو حيث تم اختبار كفاءة البكتريا ضمن ثلاث درجات حرارية 25 و 30 و 40 “م و ضمن ثلاث قيم مختلفة للاس الهيدروجيني و هي 5 و 7 و9 على التوالي و تم اخذ العينات ضمن مدد مختلفة (ساعات و أيام). وقد بينت النتائج ان البكتريا غير كفوءة في إزالة الملوحة من المحاليل المائية بل على العكس قد أدى نمو البكتريا في المحلول زيادة الملوحة في المحلول. تضمن الجانب الرابع استخدام البكتريا المعزولة في إزالة المعادن الثقلة (نيكل، رصاص والكادميوم) من المياه. حيث تراوحت قيم إزالة النيكل من 33 و40 و9539 الى 54 و52 5 %48 عند قيمة الاس الهيدروجيني 5 و7 و9 على التوالي وبدرجة حرارة 25 “م. بينما كانت قيم الازالة تتراوح من 35 و36 و34 % الى 47 و45 و52 % عند قيمة الاس الهيدروجيني 5, 7 ,9 على التوالي في درجة حرارة 30 “م. وتراوحت ad الازالة من 37 و28 و34 90 الى 49 و46 و42 % عند قيمة الاس الهيدروجيني 5 و7 و 9 على التوالي في درجة حرارة 40 *م. Cus كانت درجة حرارة المثلى 25 ”م وافضل قيمة للاس الهيدروجيني للإزالة هي 5. بينما تراوحت قيم إزالة الرصاص من 35 و 25 و %20 الى 50 و 71 و %70 عند قيمة الاس الهيدروجيني 5 و7 و 9 على التوالي و بدرجة حرارة 25 10° بينما كانت قيم الازالة تتراوح من 18 و 36 و 30 96 الى 74 و 67 و 68 % عند قيمة الاس الهيدروجيني 5, 7 ,9 على التوالي في درجة حرارة 30 ”م. و تراوحت قيم الازالة من 20 و 30 و 55 96 الى 78 و 1 و 90 % عند قيمة الاس الهيدروجيني 5 و 7 و 9 على التوالي في درجة حرارة 40 "م. Gus كانت درجة الحرارة المثلى 40 ”م وافضل قيمة للاس الهيدروجيني للإزالة هي 9. بينما تراوحت ad إزالة الكادميوم من 15 و 37 و %57 الى 36 و 66 و 9680 عند قيمة الاس الهيدروجيني 5 و7 و 9 على التوالي و بدرجة حرارة 25 10° بينما كانت قيم الازالة تتراوح من 10 و 21 و 36 90 الى 42 و 90 و 76 90 عند قيمة الاس الهيدروجيني 5, 7 ,9 على التوالي في درجة حرارة 30 ”م. و تراوحت قيم الازالة من 6 و 18 و 39 9,9 الى 51 و 1/ و 59 % عند قيمة الاس الهيدروجيني 5 و 7 و 9 على التوالي في درجة حرارة 40 "م. حيث كانت درجة الحرارة المثلى 30 ”م و افضل قيمة للاس الهيدروجيني للإزالة هي T تضمن الجانب الخامس استخدام البكتريا في تحطيم و إزالة الفينول من المحاليل المائية حيث تراوحت قيم إزالة الفينول من 21 و 26 و 9026 الى 37 و 53 و 9036 عند قيمة الاس الهيدروجيني 5 و7 و 9 على التوالي و بدرجة حرارة 25 10° بينما كانت قيم الازالة تتراوح من 7 911918 الى 23 و 46 و 24 % عند قيمة الاس الهيدروجيني 5, 7 ,9 على التوالي في درجة حرارة 30 2° و تراوحت قيم الازالة من 10 و 7 و 7 % الى 86 و31 و 53 % عند قيمة الاس الهيدروجيني 5 و 7 و 9 على التوالي في درجة حرارة 40 ”م. حيث كانت درجة الحرارة المثلى 40 “م و افضل قيمة للاس الهيدروجيني للإزالة هي 5. 4 المعان الثقيلة واقل 8.58 فى إزالة المعان ail] بصو لبكتريا المحبة للملوحة is 8. subtilis AIK 3 ا ا sal 50 تنغير كفاءتها بتغير قيم الاس الهيدروجيني و بينما All 5) 0007 3 الفينول و تتغيٍ eet كفاءة في إز 5 1 تكن كفؤة فى إزالة الملوحة. بعر للم ارمس ال مسر و(ه يرلا تلرلبلمر(، فراكس وا M (O85 LEP كانم EP عسسرق الم Pe سورة: آل عمران aud 160

Recent study was conducted to find a new halophilic bacterium that have the ability to remove or reduce the pollutants from water with high efficiency and low effects on the environment. The study contains the following parts: The first part was to study the environmental conditions of Al- Saddah agricultural drainage from Al-Mahanwia to Al-Saddah district in Babylon Province with two sites, from October 2020 to July 2021 with one sample in each season. The physiochemical parameters were studied, the air temperature in both sites ranged from 18 °C in winter to 43 °C in summer. While in both sites the water temperature ranged from 12 °C in winter to 31 °C in summer. The pH values ranged from 6.4 in summer to 8.3 in spring in site 1 and from 6.1 in summer to 8.4 in winter in site 2. The EC values ranged from 2917 and 2850 μS/cm in winter to 5160 and 5600 μS/cm in spring in site 1 and 2, respectively. The EC values and salinity mark the water as brackish water. The DO ranged from 2.214 and 0.855 mg/l in autumn to 6.527 and 6.5 mg/l in winter in site 1 and 2, respectively. While the BOD5 ranged from 1.280 and 1.2 mg/l in winter to 5.167 and 4.817 mg/l in autumn in site 1 and 2, respectively. The phosphate and nitrate values were way below the permissible limits. The sodium values ranged from 86.25 and 76.25 ppm in autumn to 315 and 267 ppm in winter in site 1 and 2, respectively. Magnesium values ranged from 64 and 53 ppm in spring in site 1 and 2, respectively to 104 in autumn in site1 and 97 ppm in winter in site 2. Calcium values ranged from 101 ppm in summer to 265.6 ppm in autumn in site 1 and from 125 ppm in autumn to 151 ppm in spring in site 2. The concentrations of six heavy metals were detected. Copper concentrations ranged from 0.01 ppm in autumn and winter to 0.04 ppm in spring in in site 1 and from 0.007 ppm in autumn to 0.63 ppm in winter in site 2. Cadmium concentrations ranged from 0.009 and 0.008 ppm in summer to 0.3 and 0.5 ppm in winter in site 1 and 2, respectively. Lead concentrations ranged from 0.07 and 0.06 ppm in autumn to 0.12 and 1.3 ppm in winter in site 1and 2, respectively. Zinc concentrations ranged from 0.03 and 0.02 ppm in summer to 0.05 in and 1.14 in winter in site1 and 2, respectively. Iron concentrations ranged from 0.045 in spring to 0.2 ppm in summer in site 1 and from 0.04 ppm in both autumn and winter to 0.41 ppm in summer in site 2. Mercury concentrations ranged from 0.0004 ppm in autumn in both sites to 0.008 and 0.009 in site 1 and 2, respectively. The second part was to isolate, identify of halophilic bacteria. three new halophilic bacterial strain was isolated, identified and recorded at National Center of Biotechnology Information (NCBI), which were Bacillus subtilis AIK, B. subtilis AIS and Staphylococcus xylosus AIY. The most dominant and efficient strain was B. subtilis AIK which was used for the following work. The third part was to test the ability of B. subtilis AIK to remove or reduce the salinity of water. The ability of bacteria was tested at different temperatures 25, 30, 40 °C, respectively. Also, different pH value was used 5, 7, and 9, respectively, and even different period (hours and days). The results showed that the bacteria were unable to remove or reduce the water salinity on the contrary, the bacteria increase the salinity of water as they grow. The fourth part was to use the isolated halophilic bacteria in removing heavy metals (Nickel, Lead and Cadmium) from water. The removal efficiency of nickel ranged from 33, 40 and 39% to 54, 52, and 48% at pH value 5, 7 and 9, respectively at 25 °C. While the removal efficiency ranged from 35, 36 and 34% to 47, 45 and 52% at pH value 5, 7 and 9, respectively, at 30 °C. The removal efficiency ranged from 37, 28, and 34% to 49, 46 and 42% at pH values 5, 7 and 9, respectively at 40 °C. The optimum temperature for nickel removal was 25 °C at pH 5. The removal efficiency for lead ranged from 35, 25 and 20 % to 50, 71 and 70% at pH value 5, 7 and 9, respectively at temperature 25 °C. While the removal efficiency ranged from 18, 36 and 30% to 74, 67 and 68% at pH value 5, 7 and 9, respectively at temperature 30 °C. On the other hand, the removal efficiency ranged from 20, 30 and 55% to 78, 81 and 90% at pH value 5, 7 and 9, respectively at temperature 40 °C. The optimum temperature for lead removal was 40 °C at pH 9. The removal efficiency for cadmium ranged from 15, 37 and 57% to 36, 66 and 80 % at pH value 5, 7 and 9, respectively at temperature 25 °C. While the removal efficiency ranged from 10, 21 and 36% to 42, 90 and 76 % at pH value 5, 7 and 9, respectively at temperature 30 °C. On the other hand, the removal efficiency ranged from 6, 18 and 39% to 51, 71 and 59% at pH value 5, 7 and 9, respectively at temperature 40 °C. The optimum temperature for cadmium removal was 30 °C at pH 7. The fifth part was to use the isolated bacteria in the degradation and removal of phenol from aqueous solutions. The removal efficiency of phenol ranged from 21, 26 and 26% to 37, 53 and 36 % at pH value 5, 7 and 9, respectively at temperature 25 °C. While the removal efficiency ranged from 7, 18, and 11% to 23, 46, 24 % at pH value 5, 7 and 9, respectively at temperature 30 °C. On the other hand, the removal efficiency ranged from 10, 7 and 7 % to 86, 31, 53 % at pH value 5, 7 and 9, respectively at temperature 40 °C. the optimum temperature for cadmium removal was 40 °C at pH 5. In general, the halophilic bacteria B. subtilis AIK was effective in the removal of heavy metals and less effective in the removal of phenol and their efficiency depend on the pH value, temperature and concentration, while it was unable to remove the salinity.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب