الرئيسية 
 عن اليمن 
 الحكومة اليمنية 
 معلومات قطاعية 
 عن المركز 
 خدمات الموقع 
مؤتمر الحوار الوطني الشامل
الموقع الفرعي الخاص بالسياحة
فيلم وثائقي عن المركز الوطني للمعلومات
">طباعة الصفحة خارطة الموقع الموقع الرئيسي / المحتوى المعلوماتي / البيئة

قدرة ارتباط المعادن الثقيلة في الطحالب الخضراء المزرقة والجينات المسئولة والتطبيقات المثلى في المعالجة الحيوية للمياه الملوثة بغرض استخدامها بالزراعة

الباحث:  د / لنا سعيد محمد عبد الله
الدرجة العلمية:  دكتوراه
الجامعة:  الإسكندرية
الكلية:  معهد البحوث والدراسات العربية
القسم:  الدراسات البيئية
بلد الدراسة:  مصر
لغة الدراسة:  الإنجليزية
تاريخ الإقرار:  2006
نوع الدراسة:  رسالة جامعية

الملخص:

 

تعتبر ازالة و استعادة المعادن التقيلة من مياه الصرف  ذات اهمية قصوى  و ذلك لحماية البيئة وصحة الانسان. عائلة السيانوبكتيريا تصنف كبكتيريا ولها صفات مشتركة مع الطحالب مثل التمثيل الحيوى. ترجع أهمية السيانوبكتيريا الى قدراتها غير العادية على تحمل العوامل البيئية. تهدف الدراسة الحالية الى فحص قدرة ستة انواع من سيانوبكتيريا المياة العذبة وهى انابينا اوريزى، انابينا فيرتليزما، انابينا فاريابلز، سينيكوكس ليبولينسيز، نوع النوستوك و توليبثركس سايتونيكا حرة أو مثبتة و كذلك منفردة أو مجتمعة على التراكم الحيوى وازالة خمسة انواع من المعادن التقيلة (الرصاص- الكادميوم- النحاس- الزنك- الحديد) من مياه الصرف الصناعية الملوثة بغرض استخدام هذه المياه في عمليات الري. كما تهدف الدراسة الى محاولة تحديد الخصائص الكيموحيوية و الجينية المسئولة عن ارتباط هذه المعادن بانواع السيانوبكتيريا المختارة. بعد تجارب المسح الاولية للستة أنواع اوضحت النتائج تميزنوعين من السيانوبكتيريا المدروسة وهما انابينا فاريابلز و توليبثركس سايتونيكا بالقدرة والكفاءة الهائلة على ازاحة كل المعادن التقيلة المختبرة بجميع تراكيزاتها حتى العالية. ولهذا فقد اجريت تجارب على هذين النوعين في صورة مزارع حرة وثابتة وكذلك في صورة منفردة ومختلطة وعند معدلات تدفق مختلفة من مياة صرف خارج شركة فيرثا شديدة التلوث بهذه المعادن. كما تمت ايضا دراسة الثاثيرات الايجابية والسلبية للمعادن التقيلة على الانواع المختبرة من السيانوبكتيريا من الناحية المورفلوجية والفسيولوجية. ويمكن تلخيص النتائج فيما يلي:

اظهرت تجارب التراكم الحيوى وازالة المعادن الثقيلة المختبرة بواسطة السلالات المنفردة  للسيانوبكتيريا المدروسة مايلى:

بالنسبة لجميع المعادن الثقيلة المختبرة ، ماعدا الرصاص عند التركيزين المتوسط و العالى، فقد اظهرت كل السلالات المدروسة علاقة طردية بين زمن التعرض و ازالة المعادن و قد ظهر ذلك فى حصولها على أعلى كفاءة ازالة فى نهاية التجربة ( 5 أيام) مما يدل على ان زيادة زمن التعرض قد يؤدى الى 100% ازالة للمعادن الثقيلة المختبرة.

أظهر عنصرى الحديد و الزنك سمية أقل و تراكم حيوى اكثر بواسطة جميع السلالات المدروسة لكونهم عناصر اساسية للنمو و لهم ادوار حيوية فى العمليات الحيوية للسلالات المدروسة.  أما النحاس و الكادميوم فقد أظهروا سمية أكثر للسلالات المدروسة مع اعتبار النحاس اكثر سمية يتبعه الكادميوم. على النقيض و على الرغم من سمية الرصاص المعروفة، فقد سجلت النتائج اعلى معدلات ازالة له بواسطة جميع السلالات المدروسة عند كل تركيزاته المختبرة مقارنة بالمعادن الاخرى و قد تزامن هذا مع معدلات سريعة للازالة لاتتعدى 24 ساعة بالنسبة للتركيزين المتوسط و العالى.

أظهرت السلالات المدروسة فروق بيينية واضحة فى قدراتها الحيوية على ازالة المعادن المختبرة و استجابتها للزيادة فى تركيزات هذه المعادن. و لكن بوجه عام فقد أظهرت هذه السلالات قدرات عظيمة لازالة المعادن المختبرة من الاوساط الملوثة مما يدل على مقاومة شديدة تجاه هذه المعادن. وفى هذا السياق تعتبر انابينا فاريابلزمتبوعة بتوليبثركس سايتونيكا من اكفأ الانواع من ناحية التراكم الحيوى والقدرة عاى الازالة بينما يعتبر نوع النوستوك أقل السلالات المدروسة فى هذا الشأن. 

   كما تمت دراسة التأثيرات المحفزة أو المثبطة لهذه المعادن على نمو السلالات المدروسة عن طريق تعيين محتوى الكلوروفيل و محتوى الكربوهيدرات و البروتينات كمؤشرات للنمو. ويمكن تلخيص نتائج التأثيرات المحفزة أو المثبطة لهذه المعادن على نمو السلالات المدروسة فيما يلي:

 دلت النتائج على وجود اتجاه عام فى جميع السلالات المدروسة و كذلك المعادن الثقيلة المختبرة يتمثل فى زيادة تثبيط النمو مع زيادة تركيزات المعادن من الاقل  الى الاعلى.

اشارت النتائج أن تحفيز النمو تحت تأثير المعادن الثقيلة المختبرة لم يكن هو الصفة السائدة خصوصا عند التركيزات العالية و تاكد ذلك من وجود بعض  تحفيزات النمو فى السلالات شديدة المقاومة عند التركيز الاول لجميع المعادن المختبرة ماعدا الكادميوم. على الجانب الاخر ظهرت سمية المعادن المختبرة كصفة سائدة فى صورة تثبيط للنمو بدرجات متفاوتة تبعا لقدرة تحمل الانواع المختلفة. ترتيب سمية المعادن المختبرة على مؤشرات النمو يمكن تقديره من متوسطات اعلى معدل تثبيط للنمو عند التركيزات المختلفة لهذه المؤشرات.

بالنسبة لمحتوى الكلوروفيل (أ) كانت متوسطات اعلى معدل تثبيط للنمو عند التركيزات المختلفة  5و 10و 20 ملجم/لتر كالتالي: 27.69-75.51؛ 41.61-90.67 و71.40-98.84 للرصاص؛ 5.85-26.37 ؛28.91-69.46 و 45.74-82.06 للنحاس؛ 21.94-66.11 ؛ 31.84-66.11 و 40.56-67.98 للكادميوم؛ 0.00-29.86؛ 37.74-55.03 و 41.64-78.38 للحديد واخيرا 12.82-35.36؛ 26.08-43.14 و 44.40-63.76 للزنك على التوالي. وعليه فان الترتيب التنازلى للعناصر المختبرة حسب سميتها على مكونات الكلورفيل لانواع السيانوبكتيريا المختبرة هو الرصاص> النحاس > الكادميوم > الحديد > الزنك.

بالنسبة لمحتوى الكربوهيدرات فقد سجلت النتائج حالة تحفيز واحدة فقط عند تركيز الرصاص الادنى. أوضحت النتائج علاقات طردية بين زمن التعرض و تثبيط محتوى الكربوهيدرات فى انواع السيانوبكتيريا المختبرة فى حالة الرصاص و الكادميوم فقط بينما فى حالة النحاس، الزنك و الحديد سجلت النتائج علاقات غير منتظمة . كذلك سجلت النتائج  متوسطات اعلى معدل تثبيط لمحتوى الكربوهيدرات عند التركيزات المختلفة  5 ، 10و 20 ملجم/لتر كالتالي:11.26-65.81؛ 21.97-67.73 و69.77-94.57 لعنصر الكادميوم, 9.74-62.13؛ 33.05-71.88 و 49.33-84.66 لعنصر الرصاص ؛ 4.53-10.93؛ 23.37-47.49 و 46.81-65.69 لعنصر الزنك ؛ 10.17-31.84؛ 22.64-49.16 و 49.33-66.52 لعنصر الحديد واخيرا 3.69-26.26؛ 10.53-42.87 و 32.11-53.32 لعنصر النحاس على التوالي. وعليه يكون ترتيب العناصر الاكثر سمية على مكونات الكربوهيدرات لانواع السيانوبكتيريا المختبرة هو الكادميوم <الرصاص <الزنك < الحديد < النحاس. ومن النتائج غير المتوقعة اكتشاف ان للزنك و الحديد و هى العناصر الاساسية للنمو سمية أعلى على انواع السيانوبكتيريا المختبرة من سمية النحاس و هو العنصر المستخدم فى مبيدات الطحالب.

 

أما بالنسبة لمحتوى البروتينات فى انواع السيانوبكتيريا المختبرة و تاثرها بمعاملات المعادن الثقيلة خلال الدراسة الحالية فقد أوضحت النتائج بعض حالات التحفيز غير المتوقعة مع الكادميوم عند التركيزين الثانى و الثالث  المختبرين و مع عنصرى النحاس و الزنك عند التركيز الاول لهما. هذا و كانت نتائج  متوسطات اعلى معدل تثبيط لمحتوى البروتينات عند التركيزات المختلفة  5 ، 10و 20 ملجم/لتر كالتالي: 8.13-35.65؛ 18.69-79.75 و 68.29-88.96 لعنصر الرصاص ؛ 9.24-50.84؛ 12.60-71.16 و 15.12-89.16 لعنصر الزنك؛ 10.92-37.12؛ 13.01-61.03 و 19.51-74.37 لعنصر الكادميوم؛ 6.72-33.98؛ 27.64-58.49 و 50.85-68.30 لعنصر الحديد واخيرا 7.34-46.01؛ 9.17-49.19 و 15.59-55.21 لعنصر النحاس على التوالي . أما ترتيب العناصر الاكثر سمية على مكونات البروتين لانواع السيانوبكتيريا المختبرة فكانت الرصاص < الزنك < الكادميوم < الحديد < النحاس.

أثبتت النتائج أن التأثيرات المحفزة أو المثبطة للمعادن المختبرة على نمو السلالات المدروسة عن طريق تعيين محتوى الكلوروفيل و محتوى الكربوهيدرات و البروتينات كمؤشرات للنمو لها ارتباط و ثيق بعدة عوامل تشمل نوع السلالات المدروسة، نوع المعدن و تركيزه و زمن التعرض. و قد تأكد هذا من التباين الواضح فى التحفيز أو التثبيط فى نمو السلالات المدروسة نتيجة تأثير هذه العوامل.

3.  تم استخدام التحليل الميكروسكوبى بأشعة أكس لفحص التراكم الحيوى للمعادن الثقيلة على الغلاف الخلوي الخارجي لنوعي السيانوبكتريا شديدى الكفاءة (انابينا فاريابلز و توليبثركس سايتونيكا) سواء كانت حرة أو مثبتة وكذلك كسلالات منفردة أو مختلطة بعد معاملاتها بمياه صرف ملوثة بالمعادن. أظهرت النتائج قدرات كبيرة للسلالتين على التراكم الحيوى للمعادن المختبرة كما أكدت تفوق هذه القدرات فى حالة الخلايا المثبتة و المنفردة مقارنة بالخلايا الحرة و المختلطة.

4. نتائج الدراسة الحالية أكدت تاثير المعادن المختبرة ليس فقط على نمو السلالات المدروسة و لكن ايضا على الشكل المورفلوجي و التركيب الخلوى الدقيق. ظهر هذا من فحص القطاعات الخلوية الدقيقة لانابينا فاريابلز و توليبثركس سايتونيكا الحرة و المثبتة وكذلك المنفردة أو المختلطة و المعاملة بمياه صرف ملوثة باستخدام الميكروسكوب الالكترونى النافذ. أظهرالفحص وجود تغيرات كبيرة على الشكل المورفلوجي لنوعي السيانوبكتريا المعالجة كما أكدت النتائح ان التأثير السام للمعادن الثقيلة المختبرة على السلالاتين كان كبيرا بصورة معنوية فى حالة الخلايا الحرة لكلا السلالاتين مقارنة بالخلايا المثبتة و كذلك فى المزارع المختلطة مقارنة بالمزارع المنفردة. هذا الاستنتاج يؤكد ايضا قدرات ازالة المعادن المنخفضة للسلالات الحرة و المختلطة عن تلك المثبتة و المنفردة و التى تميزت بمقاومة شديدة لهذه المعادن كما ظهر من النتائج السابقة.

5. كذلك استخدمت الدراسة تقنية R A P D بواسطة تفاعل سلسلة البرايمر (PCR)            لتوصيف أنواع السيانوبكتريا المدروسة بواسطة البيولوجيا الجزيئية و محاولة ايجاد علاقة بين خصائصهم الجينية و قدراتهم على ازالة المعادن المختبرة . دلت النتائج على انه على الرغم من وجود رابطة جينية مشتركة واحدة بين انابينا فاريابلز و توليبثركس سايتونيكا مايعنى انهم غير متشابهين جينيا الا انهم يعتبروا أكثر الانواع المدروسة كفاءة فى ازالة المعادن المختبرة و يتشاركوا فى هذه القدرات بصورة و اضحة. و هذا يدل على انهم مشتركين فى الخواص المقاومة لهذه المعادن و التى قد تكون مرتبطة بجينات موجودة على بلازميدات معينة و ليس على جينات الكروموسومات و لهذا يتعين اجراء دراسات جزيئية اخرى لتحديد هذه الخواص و التى تحكم عملية الازالة. نفس اللاستنتاج تم تأكيده من نتائج الدراسة الحالية بالعلاقة بين انابينا فاريابلز و نوع النوستوك و المتشاركة بستة روابط جينية و المتشابهة فى قدراتها على ازالة المعادن المختبرة ولكن هذه الاستنتاجات لابد ان تؤكد بتجارب مستقبلية اخرى على المستوى الجزيئى للخلايا.

6. عند تطبيق تقنية المعالجة الحيوية لمياه الصرف الصناعية الملوثة بالمعادن الثقيلة من شركة فيرتا  باستخدام المزارع الحرة للانابينا فاريابلز والتوليبثركس سايتونيكا اثبتت النتائج حصول السلالات المنفردة على أعلى كفاءة ازالة مقارنة بالسلالات المختلطة.

7. أما عند تطبيق تقنية المعالجة الحيوية المستمرة لمياه الصرف الصناعية الملوثة بالمعادن الثقيلة باستخدام المزارع المثبتة للانابينا فاريابلز والتوليبثركس سايتونيكا عند معدل تدفق متغير (50 و100 مل/ساعة) فقد دلت النتائج على الاتى:

سجلت السلالات المثبتة المنفردة أعلى كفاءات لازالة الزنك و الحديد مقارنة بالسلالات المثبتة المختلطة. دلت النتائج ايضا على أن كفاءة ازالة الزنك تزيد بينما تنخفض كفاءة ازالة الحديد عند زيادة معدل تدفق مياه الصرف الملوثة.

أما السلالات المثبتة المختلطة فقد سجلت أعلى كفاءات لازالة الرصاص و النحاس مقارنة بالسلالات المثبتة المنفردة مع زيادة كفاءة ازالة الرصاص و انخفاض كفاءة ازالة النحاس مع زيادة معدل تدفق مياه الصرف الملوثة.

8. أثبتت النتائج بشكل عام حصول السلالات المثبتة لنوعى السيانوبكتيريا على اعلى نسب ازالة للزنك والنحاس بينما حصلت السلالات الحرة على اعلى نسب ازالة للرصاص والحديد.

 9. من كل التجارب السابقة فى الدراسة الحالية يستنتج ان جميع سلالات السيانوبكتيريا المدروسة سواء حرة أو مثبتة وسواء منفردة أو مختلطة لها قدرات عالية وواعدة لازالة المعادن الثقيلة من المياه الملوثة مع التاكيد على القدرات الهائلة لكفاءة الانابينا فاريابلز والتوليبثركس سايتونيكا فى ازالة المعادن الثقيلة بمعدلات سريعة جدا  و مقاومتها الشديدة لسمية هذه المعادن مقارنة بالانواع الاخرى.  و تعد هذه الاستنتاجات ذات اهمية كبرى فيما يتعلق بالاستخدام العملى لهذه السلالات على نطاق صناعى كبير فى عمليات المعالجة الحيوية للانظمة الملوثة حيث تعتبر كفاءة و معدل الازالة السريع  للملوثات من اهم المؤشرات لنجاح المعالجة الحيوية من وجهة النظر التطبيقية و الاقتصادية. وعليه فإن تسخير و الاستفادة من هذه السلالات فى المعالجات  الحيوية يوصي بها  سواء فى البيئة الطبيعية المنصرف عليها مخلفات سائلة ملوثة بالمعادن الثقيلة أو لمياه الصرف نفسها قبل صرفها على المسطحات المائية مما يؤدى إلى تعظيم عمليات التنقية الذاتية و تقليل التلوث البيئى كما انها تزودنا بتقنية بسيطة و طبيعية و قليلة التكلفة و متجددة. هذا بالاضافة الى الفائدة الكبرى من تطبيق هذه التقنية الا وهى انتاج مياه صرف عالية الجودة يمكن استخدامها فى كثير من الاغراض الصناعية و الزراعية كالرى على سبيل المثال مما يرشد و يقلل من استنزاف موارد مياهنا المحدودة من ناحية و يحافظ على البيئة من ناحية اخرى.


Summary:

Removal and recovery of heavy metals from wastewater are important tasks in order to protect the environment and human health. Cyanobacteria exhibit an extraordinary resistance to environmental factors. The main objective of the present study was to investigate the ability of six cyanobacterial species for heavy metals removal from contaminated water in order to be used for irrigation. It aims also to investigate the biochemical and/or genetic routs responsible for metal–binding in cyanobacteria. Six species of cyanobacteria namely Anabaena oryzae, Anabaena fertilisma, Anabaena variabilis, Synechococcus lepolensis and Tolyptrix ceytonica were investigated for the uptake Pb, Cd, Cu, Zn and Fe as free and fixed cultures. Results indicated that two of the tested species namely Anabaena varibilis and Tolypthrix ceytonica showed the highest removal efficiency for almost all the tested species. Therefore, they were investigated as immobilized cultures either individual or mixed for treatment of metals-contaminated industrial effluent of Varta Company, Alexandria. The study also investigated the positive and negative effects of heavy metals on the morphology and growth measured as chlorophyll a, carbohydrates and protein contents of the tested species.

 

Results obtained can be summarized in the following points:

 

1. Uptake of metals by the free individual cyanobacterial species revealed that: 

             

- For all the tested metals except for Pb+2 at the II and III concentrations, all species showed positive correlations with exposure time reaching their maximum RE%(s) at the end of the experiment duration (5 days) indicating that longer exposure could achieve 100% removal for the tested metals.

- Fe+3 and Zn+2 exerted less toxicity and more uptake by the selected species being essential growth elements and having vital roles in the biological processes carried out by these species. Cu+2 and Cd+2 exerted higher toxicity towards the selected species with Cu+2considered the most toxic followed by Cd+2. However, despite the well known toxicity of Pb+2, it recorded the highest achieved RE% (s) by all the tested species at all the tested concentrations compared to the other tested metals which was coupled with very high removal rate of only 24 h at the intermediate and the highest tested levels.

 

- The tested cyanobacteria showed considerable variations among themselves concerning responses to the elevation in the tested metals concentrations and their removal efficiencies for these metals. Generally, they showed excellent ability for removing the tested metals from the contaminated media with Anabaena variabilis followed by Tolypthrix ceytonica considering the most superior uptakers for almost all the tested metals while Nostoc sp. considered the least promising species. On the other hand, all of the selected species exhibited marveleous resistance againest metals toxicity. 

 

2. The stimulatory and/or inhibitory effects of the tested metals on the growth of the tested species were investigated as chlorophyll a content, carbohydrates and protein biosynthesis. Results indicated that for the 3 parameters with all the tested metals and all the tested species, inhibition increased with the increase of the metal concentration from I to III. The effects of the tested metals on the growth parameters can be summarized as follows:

 

- Stimulation was not the dominant effect during the present study. Some stimulation in chlorophyll a content was detected only at the lowest applied concentration for all the tested metals except Cd and for the most resistant species. While toxicity appeared as inhibition, was the most dominant effect with different degrees. The order of toxicity of the tested metals on chlorophyll a content can be derived from the maximum inhibition ranges obtained at the three tested concentrations. These ranges were recorded as follows:  27.69-75.51, 41.61-90.67 and 71.40-98.84 for Pb; 5.85-26.73, 28.91-69.46 and 45.74-82.06 for Cu; 21.94-66.11, 31.84-66.11 and 40.56-67.98 for Cd; 0.00-29.86, 37.74-55.03 and 41.64-78.38 for Fe and finally 12.82-35.36, 26.08- 43.14 and 44.40-63.76 for Zn at 5, 10 and 20 mg/l respectively. This clearly shown that the toxicity order of the tested metals on the chlorophyll a content of the tested cyanobacterial species is Pb> Cu> Cd> Fe> Zn

 

- Only one stimulation case was recorded with Pb at its lowest concentration. Positive correlation was found between exposure time and inhibition in carbohydrates content only with Pb and Cd while Cu, Zn and Fe showed irregular trends. These ranges were recorded as follows:  11.26-65.81; 21.97-67.73 and 69.77-94.57 for Cd, 9.74-62.13; 33.05-71.88 and 49.33-84.66 for Pb, 4.53-10.93; 23.37-47.49 and 46.81-65.69 for Zn, 10.17-31.84; 22.64-49.16 and 49.33-66.52 for Fe and finally 3.69-26.26; 10.53-42.78 and 32.11-53.32 for Cu at 5, 10 and 20 mg/l respectively. This clearly shown that the toxicity order of the tested metals on carbohydrates biosynthesis of the tested cyanobacterial species is Cd> Pb> Zn > Fe> Cu. It was very surprising that Zn and Fe, the essential had more inhibition effects on the synthesis of carbohydrates in the selected cyanobacteria than that induced by Cu, the algaecide.

 

- Some stimulation in protein synthesis took place unexpectedly with Cd at the II and III concentration and with Cu and Zn at their I concentrations. The maximum inhibition ranges of the tested metals on protein biosynthesis obtained at the three tested concentrations were recorded as follows: 8.13-35.65; 18.69-79.75 and 68.29-88.96 for Pb; 9.24-50.84; 12.60-71.16 and 15.12-89.16 for Zn; 10.92-37.12; 13.01-61.03 and 19.51-74.37 for Cd; 6.72-33.98; 27.64-58.49 and 50.85-68.30 for Fe and finally 7.34-46.01; 9.17-49.19 and 15.59-55.21 for Cu at the 3 tested concentrations respectively. Therefore, the toxicity order of the tested metals on protein biosynthesis of the tested cyanobacterial species is Pb> Zn > Cd> Fe> Cu.

 

- The stimulatory and/or inhibitory effects of the tested metals on the growth of the tested species were found to be species, metal, time and concentration-dependent. This was confirmed by the significant variations recorded according to these toxicity controlling factors.

 

3.  X-ray microanalysis was used to investigate extracellular accumulation of the tested metals by the two most promising species A. variabilis and T. ceytonica either as free or fixed and also as individual or mixed cultures after treatment with contaminated                    wastewater. Results generally indicated excellent abilities of both species for metals accumulation. Results also proved that fixed state of these species is more efficient for metals removal compared to free state one as well as using individual cultures            rather than this mixed cultures. 

 

4. Not only the growth of the tested species was affected by the toxicity of the tested metals but also their morphology and ultrastructures. Ultra thin sections of A. variabilis and T. ceytonica both free and immobilized as well as individual or mixed cultures were investigated using transmission electron microscope. Results confirmed that the toxic effects of the tested heavy metals on both species were significantly higher in case of free living cells of both species compared to the immobilized cells. The same effects were detected in the cells of the mixed cultures compared to those of the individual cultures of both species. This confirmed the previous finding of low metals uptake capabilities in the free and mixed cultures compared to the fixed and individual cultures which characterized by higher resistance against the toxic effects of tested metals.

 

5. The (RAPD) technique, in conjunction with PCR, has been employed to charcterize the tested cyanobacterial species on a molecular basis and relates their genetic similarities with their abilities for metals removal. Result indicated that although A. variabilis and T. ceytonica shared only one band with primer C-5 and 0-7 which means that they are not genetically related, they considered the most efficient species for the removal of almost all the tested heavy metals. This finding indicated that they share metals resistance characteristics that could be encoded with plasmids and need further molecular studies to find out the basic genetic background which would control the removal capacity. The same finding was also found between A. variabilis and Nostoc sp. which shared 6 bands and have the similar abilities for heavy metal bioaccumulation and removal but further investigation and studies must be done to confirm these findings.

 

When applying the free selected cyanobacterial species in bioremediation of heavy metals contaminated-industrial wastewater individual cultures achieved the highest RE% (s) compared to the mixed cultures.

While applying the immobilized cyanobacteria for the same purpose using contiuous system under different flow rates indicated that:

- Individual cultures recorded the highest efficiencies compared to the mixed cultures for Zn and Fe removal. Results also showed that RE% (s) increased in case of Zn and decreased in case of Fe by increasing the flow rate,

- Mixed cultures recorded the highest efficiencies compared to the individual cultures in case of Pb and Cu. In this case, RE% (s) increased in case of Pb and decreased in case of Cu by increasing the flow rate.

Generally, results revealed that fixed cultures of the two applied species had the highest removal effeciencies for Zn and Cu while free cultures had the highest removal effeciencies for Pb and Fe.

 

9. In conclusion, all of the tested cyanobacterial species either free or fixed proved promising metals removal with two species A. variabilis and T. ceytonica  characterized by superior ability for almost all the tested at a very fast rate as well as high resistance against their toxicity. These findings are so important regarding the practical use of such species in large-scale biotreatment of contaminated systems where the removal efficiency coupled with the fast removal rate considered the main parameters from the feasibility and economic point of view. Therefore, the manipulation of these species for wastewater biotreatment is highly recommended for beneficial bioremediation applications for in situ and off situ removal of the selected metals. The most promising species should help in optimization of the self-purification and remediation of polluted sites, which provides a low-cost and naturally renewable technology. They can also produce high quality water that could be used efficiently for different purposes such as irrigation protecting the environment from one side and conserve our limited water resources from the other side.



عن اليمن.. أدلة تهمك قواعد بيانات خدمات تفاعلية

شروط الاستخدام  |  خدمات الموقع  |  تواصل معنا

Copyright © National Information Center 2014 All Rights Reserved

Designed By : Website Department