Biological strategy for heavy metal removal from industrial Wastewater

Abstract

Industrial wastewater containing substances that may affect human health and are difficult to degrade is a major health concern, where examples include effluents containing heavy metals. The contamination of receiving water bodies by heavy metals constitutes a major environmental concern as these contaminants are extremely toxic, recalcitrant, and exhibit a tendency to bio-accumulate. Although heavy metals could be removed from industrial wastewater by a range of physicochemical treatment technologies such as precipitation, ion exchange, adsorption, electrochemical processes, and membrane processes; however, regulatory standards are not always sufficient. The objective of this thesis is to study the amenability of using the bacterial strain of Bacillus Subtilis isolated from the surface of natural Egyptian phosphate as an alternative for the conventional techniques of treatment. The bacteria were identified through morphological and gram staining in addition to biochemical identification using BIOLOG GEN III microplate identification system. The microorganism was grown and prepared for biosorption. Finally, the bacteria were tested for removing water contaminated with heavy metal zinc and lead using atomic absorption. It was found that Zn removal increased from 80% to 93%, while Pb removal varied from 95.55% to 99.34 % by the addition of 10-20 ml of bacterial strain (Cell + Product) in a solution having 50 mg/l Zn2+ and 30 mg/l pb2+ ions. The relative removal capacity for metals was in the order Pb >Zn. تعتبر المخلفات الصناعية السائلة والتى تحتوى على مواد يصعب تحللها من المخاوف الصحية الرئيسية التى تؤثر على صحة الانستن مثل النفايات السائلة التى تحتوى على معادن ثقيلة .و يمثل تلوث المسطحات المائية بالمعادن الثقيلة مصدر قلق بيئي كبير لأن هذه الملوثات شديدة السمية وتؤدى الى التراكم الحيوى. وعلى الرغم من أنه يمكن إزالة المعادن الثقيلة من مياه الصرف الصناعي من خلال مجموعة من تقنيات المعالجة الكيميائية الفيزيائية مثل تبادل الأيونات والامتزاز والعمليات الكهروكيميائية فان هذة التقنيات ليست دائما كافية. وتهدف هذة الدراسة الى التعرف على قدرةالسلالة البكتيرية Bacillus Subtilis المعزولة من سطح صخور الفوسفات الطبيعي المصري كبديل لتقنيات العلاج التقليدية. وتم التعرف على البكتيريا عن طريق صبغة الجرام وكذلك الكيمياء الحيوية باستخدام BIOLO GEN III وأخيراً ، تم اختبار البكتيريا لإزالة المياه الملوثة بالزنك المعدني الثقيل والرصاص عن طريق جهاز الامتصاص الذري. وقد اظهرت النتائج زيادة إزالة الزنك ( Zn) من 80 ٪ إلى 93 ٪ ، في حين تراوحت إزالة الرصاص (Pb) من 95.55 ٪ إلى 99.34 ٪ عن طريق إضافة 10-20 مل من منتج الخلية في محلول يحتوي على 50 مجم / لتر Zn+²و 30 ملغ / لت. pb+². وكانت قدرة الإزالة النسبية للمعادن Pb> Zn..