Optimization of uranium bioreduction by shewanella RCRI7 using Response Surface Design Method (RSM) in industrial waste

Abstract

تمام ترکیبات اورانیم، سمی و رادیواکتیو هستند. سمی بودن این عنصر می‌تواند کشنده باشد. با توجه به سمیت شیمیایی و رادیواکتیویته اورانیم، ضروری است از ورود آن به طبیعت جلوگیری شود. پسماندهای خروجی از مراکز صنعتی- هسته­ای نیز دارای مقادیر مختلفی از اورانیم می­باشد و لذا حذف این عنصر از پساب این مراکز از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. از سویی دیگر، نظر به اهمیت این عنصر و محدودیت منابع آن، بازیابی اورانیم از پسماندها، دارای ارزش اقتصادی نیز می­باشد. در پژوهش حاضر، از روش سطح پاسخ (RSM) بر اساس طرح مرکب مرکزی به منظور بررسی و بهینه­سازی پارامترهای مختلف بر فرایند احیای اورانیم توسط باکتری 7Shewanella RCRI در پساب واقعی استفاده گردید. معادله­ی درجه دوم پیشنهاد شده با ضریب همبستگی 94/0=2R از کفایت مناسبی برخوردار بوده و حداکثر راندمان احیای اورانیم توسط 7Shewanella RCRI در شرایط بهینه (pH=5/6-7/5، دمای 63/26 درجه سانتی­گراد و زمان 117 ساعت)، 98% براورد شده است. در گام بعدی به منظور تعامل بین متغیرها، رویه­های سه­بعدی با تقابل pH و دما; دما و زمان;pH و زمان به دست آمده و در پایان بر اساس بهینه­های پیشنهادی احیای اورانیم در پساب واقعی توسط دو روش XRD و اسپکتروفتومتری مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج به­دست آمده، باکتری 7Shewanella RCRI می­تواند، به عنوان باکتری با ارزش در احیای زیستی اورانیم از پساب خروجی مراکز صنعتی معرفی گردد. از سوی دیگر استفاده از روش سطح پاسخ می‌توانند درک جامعی از فرایند و مکانیسم احیای زیستی اورانیم توسط باکتری 7Shewanella RCRI و پشتیبانی نظری برای انجام این فرایند ارایه دهد.