وبلاگ

امروزه از آب های پذیرنده نظیر دریاچه ها و رودخانه ها به عنوان محلی برای دفع فاضلاب ها و پساب ها استفاده می شود. از جمله آلاینده هایی كه از طریق دفع پساب ها و فاضلاب ها وارد آب های پذیرنده می شوند، تركیبات مغذی خصوصاً نیترات ها و فسفات ها هستند. ورود این آلاینده ها به منابع آبی باعث غنی شدن پیكره آبی به وسیله تركیبات مغذی مذکور می شود كه خود باعث افزایش رشد و تكثیر گیاهان آبزی علی الخصوص جلبك ها شده و پدیده یوتریفیكاسیون را سبب می گردند. در روش شیمیایی با استفاده از مواد شیمیایی و رسوب دادن، آلاینده ها را از محیط جدا می کنند. این روش اغلب هزینه بر و گاهی نیز به دلیل سمیت مواد اضافه شده به محیط آسیب وارد می شود. در روش های بیولوژیکی با استفاده از میکروارگانیسم های جاذب فسفات و دنیتریفیکانت ها حذف این مواد از محیط صورت می گیرد، كه فسفر حذف شده از پساب به عنوان پلی فسفات داخل سلولی در می آید. این روش به دلیل هزینه پایین، کم خطر بودن و رسیدن این مواد به حد استاندارد بین المللی مورد توجه قرار گرفته است.

امروزه با افزایش شناخت از میکروارگانیسم ها و پیشترفت علم یکروب شناسی و بیوتکنولوژی استفاده از میکروب ها بعنوان راهبردی، جهت حذف آلاینده های موجود در فاضلاب بخصوص فسفات مطرح می گردد.این مطالعه با هدف جداسازی و شناسایی مولکولی باکتری های حذف کننده ی فسفات از فاضلاب صنعتی انجام گرفت. در این مطالعه از نمونه های فاضلاب شهرکی صنعتی آق قلا جهت جداسازی باکتری های حذف کننده ی فسفات استفاده شد.در مجموع 30 جدایه با استفاده از محیط اختصاصی seperb وبر پایه ی تشکیل هاله ی شفاف اطراف کلنی ناشی از حذف فسفات موجود در محیط جداسازی شدند. تمامی این جدایه ها تا سطح جنس و گونه با استفاده از کتاب راهنمای شناسایی سیستماتیک باکتریهای برجی (2006) شناسایی مقدماتی شدند.از بین این 30 جدایه، 3 جنس باکتری با توجه به بزرگتر بودن هاله ی اطراف آنها نشان می داد که فسفات بیشتری را از محیط حذف کردند. شناسایی مولکولی این باکتریها با استفاده از تکنیک PCR بر پایه ژن 16SrRNA نشان داد که این جدایه ها منسوب به 3 جنس Brevundimonas، Ochrobactrum و Exiguobacterium می باشند.

 کلمات کلیدی: حذف فسفات، فاضلاب صنعتی،محیط کشت seperb

1-1- فسفر و نقش آن در طبیعت

1-1-1- فسفر 

فسفر یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن P و عدد اتمی آن 15 میباشد. فسفر یک عنصر غیر فلزی چند ظرفیتی گروه نیتروژن بوده و معمولا در سخره ها و کانی های فسفاتی و همچنین در تمام سلولهای زنده یافت میشود ولی هیچگاه به صورت طبیعی تنها و بدون ترکیب با عناصر دیگر وجود ندارد. فسفر بسیار واکنش پذیر بوده و هنگام ترکیب با اکسیژن نور کمی از خود انتشار می دهد. از عناصر لازم و حیاتی ارگان های زنده بوده و نامش به شکلهای گوناگون ذکر می شود. مهمترین استفاده فسفر در تولید کود می باشد. همچنین در تولید مواد منفجره کبریت آتش بازی مواد حشره کش خمیر دندان و مواد شوینده و همچنین مانیتورهای کامپیوتر نیز کاربرد

 دارد فسفر معمولا به شکل یک ماده جامد و موم مانند سفید رنگ است که بوی نامطبوعی دارد. فسفر خالص بی رنگ و شفاف است. اگرچه این نافلز در آب قابل حل نیست ولی در دی سولفید کربن حل می شود. فسفر خالص به سرعت در هوا می سوزد و تبدیل به پنتا اکسید فسفر می شود فسفر به چهار پنج شکل مختلف وجود دارد. ( سفید یا زرد، قرمز سیاه (یا بنفش). که متداول ترین آنها فسفر قرمز و سفید میباشند که هر دوی آنان از گروه چهار اتمی های چهار وجهی

می­باشند. فسفر سفید در تماس با هوا می سوزد و در مجاورت با گرما یا نور به فسفر قرمز تبدیل میشود که دو حالت آلفا و بتا دارد که با انتقال دمای -3.8 درجه سانتیگراد از هم تفکیک می شوند. در عوض فسفر قرمز پایدار تر بوده و در فشار بخار 1 اتمسفر در 17 درجه سانتیگراد تصعید می شود و از تماس و یا گرمای مالشی می سوزد. فسفر سیاه چندشکلی Allotrope هم در ساختاری مشابه گرافیت که در آن اتمها در یک صفحه شش وجهی چیده شده و هادی جریان الکتریسیته هستند وجود دارد. اسید فسفریک غلیظ شده که 70درصد تا 75درصد (P2O)5دارد، در(کشاورزی و تولید کود بسیار مهم می باشد). در نیمه دوم قرن بیستم نیاز بیشتر به کودها تولیدات فسفری را به مقدار قابل توجهی افزایش داد. (Rodriguez et al : 1999)

فسفر بعد از ازت مهم‌ترین عنصر غذایی در تغذیه گیاه است. نقش فسفر برخلاف ازت كه در رشد رویشی گیاه مهم است، در رشد زایشی و تشكیل گل و میوه مهم‌تر و موثرتر است. منبع اصلی تأمین فسفر مورد نیاز گیاه، كودهای فسفری است. كودهای فسفری از سنگ معدن فسفات تهیه می‌شوند. تغذیه فسفری قدمت طولانی دارد. در قدیم تولیدكنندگان استخوان را زیر خاك می‌كردند تا فسفر مورد نیاز را تهیه كنند و اصولاً صنعت كود سازی فسفری به این طریق شروع شد. محققین با اضافه كردن اسید بر روی استخوان، فسفر موجود در استخوان را برای گیاه قابل استفاده می‌كردند. كودهای فسفری از سنگ معدن فسفر (آپاتیت) تولید می‌شود. و با افزودن اسید سولفوریك به سنگ معدن فسفات، كود سوپر فسفات تهیه می‌شود كه دارای منو كلسیم فسفات و مقداری گچ است. این كود 26درصد (P2O)5 دارد. كود سوپر فسفات ساده 16درصد تا 20درصد (P2O)5 دارد. كود سوپر فسفات تریپت حدود 47درصد (P2O)5 دارد و بدلیل اینكه درصد فسفات زیادی دارد، سوپر فسفات غلیظ هم نامیده می‌شود. كود فسفات آمونیوم به عنوان كود فسفری و كود ازتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. كودهای فسفری محلول هستند(Rodriguez et al : 1999).

دیگر کاربردهای فسفر عبارتند از:

1-فسفر برای تولید شیشه مخصوص برای لامپهای سدیمی استفاده میشود.

2-فسفات کلسیم یا Bone-Ash برای تولید ظروف چینی مرغوب و Mono_calcium Phosphate که در بکینگ پودر مصرف دارد استفاده می شود.

3-همچنیند این عنصر در تولید فلزات برنز فسفات و دیگر فلزات استیل کاربرد دارد.

4-تری سدیم فسفات در ماده های تصفیه کننده برای شیرین کردن آب و همچنین جلوگیری از فرسایش لوله­ها کاربرد دارد.

5-از فسفر سفید در ساخت بمب های آتش زا و دود زا و گلوله های رسام استفاده می شود.

6-فسفر کاربردهای گوناگون دیگری در ساخت کبریت­های بی­خطر، مواد آتش­زا، حشره­کش­ها، خمیردندان­ها و مواد پاک کننده دارد.

ترکیبات فسفری نقش حیاتی در تمام گونه های حیات شناخته شده در زمین دارد. فسفرهای معدنی نقش کلیدی در ملکولهای بیولوژیکی مانند DNAو RNA که قسمتی از استقامت های ملکولی را شکل
می دهند بازی می کنند. همچنین سلولهای زنده از فسفرهای معدنی برای ذخیره و انتقال انرژی سلولی از طریق تری فسفات آدنوزین ATP استفاده می کنند. نمکهای فسفات کلسیوم هم توسط حیوانات برای سفت شدن استخوان استفاده می شود. ضمناً فسفر یک عضو حیاتی برای پروتوپلاسمهای سلولی و بافتهای عصبی می­باشد، فسفر (که یونانی آن فسفروس به معنای”حامل روشنایی” و از نامهای باستانی سیاره زهره می باشد) در سال 1669 توسط شیمیدان آلمانی Henning Brand در حین تولید یک دارو از ادرار کشف شد. براند با تبخیر ادرار سعی در تقطیر نمک داشت که در این فرایند ماده سفید رنگی تولید شد که در تاریکی
می­درخشید و با نور زیادی می­سوخت. از آن روز تابندگی فسفری برای شرح اشیاءی که در شب بدون سوختن می درخشند بکار برده شد.

کبریت­های اولیه که از فسفر سفید در ترکیباتشان استفاده می­شد به دلیل سمی بودن خطرناک بودند و استفاده از آنها موجبات قتل و خودکشی و…. را فراهم می کرد. (یک داستان نا معلوم حکایت از این دارد که زنی با اضافه کردن فسفر سفید به غذای شوهرش قصد کشتن وی را داشت که هنگام جوشانیدن غذا به دلیل به وجودآمدن بخار نورانی لو رفت).

همچنین کارگران کبریت ساز به دلیل مجاورت با بخار آن دچار مردگی استخوانهای فک می­شدند. زمانی که فسفر قرمز که خاصیت آتش زایی فسفر به دلیل واکنش پذیری در هوا و دیگر مواد حاوی اکسیژن به تنهایی در طبیعت یافت نمی شود ولی به صورت ترکیبی به مقدار زیادی در معادن گوناگون پخش شده اند. که بزرگترین این معادن در روسیه، مراکش، فلوریدا، Idaho, Tennesseو Utah قرار دارد. فسفرهای چند شکلی سفید می توانند به شیوه های گوناگونی تهیه شوند. در یک فرایند تری کلسیم فسفات که از صخره های فسفاتی گرفته شده در مجاورت کربن و سیلیکا در کوره های سوختی یا برقی حرارت داده می­شود. در این فرایند عناصر فسفری به صورت بخار آزاد شده و به صورت اسید فسفریک جمع آوری می­شوند. و سمی به مراتب کمتری را دارد کشف شد جایگزین فسفر سفید در صنعت کبریت سازی گردید. فسفر به عنوان کلید زندگی گیاه لقب گرفته و مهم‌ترین نقش فسفر در گیاه، در انتقال و ذخیره انرژی به صورت مولکول ATP است. فسفر در رشد زایشی و تشکیل گل و غیره نقش مهم و مؤثری دارد (ملكوتی، 1378).

1-1-2- تاریخچه فسفر

اگر چه کیمیاگران غرب فسفر را در قرن 12 کشف کرده اند، اما کشف آن به” Brand Henning “ نسبت داده شده که فسفر را به وسیله ی تخلیص آن از اوره در سال 1669 جدا کرد. فسفر اولین عنصری است که به ثبت رسید. اسم فسفر از کلمه ی یونانی “phôs“ به معنی نور و “phoros“ به معنی حمل کننده مشتق شده است. یک ترکیب پایدار این عنصر وقتی که با اکسیژن ترکیب می شود نور را به دام می اندازد. فسفر اولین محصول تجاری بود که به وسیله  Brand ساخته شد. وی استخوان را با نیتریک و سولفوریک اسید مخلوط و فسفریک اسید تولید کرد. سپس فسفریک اسید حاصل را حرارت داد و فسفر خالص به دست آورد. فسفر، هم در گیاهان و هم در حیوانات، نقش مهمی را در واکنش های بیو شیمیایی متعدد ایفا می کند. فسفر در موجودات زنده، خاک و در صخره ها یافت می شود و اغلب تحت عنوان یک ترکیب شیمیایی به نام فسفات شناخته می شود. فسفری که از صخره ها استخراج می شود به سه دسته سفید، سیاه و قرمز تقسیم می شود.