بررسی توانایی جذب نیترات و فسفات از پساب استخرهای پرورش ماهیان گرمابی استان خوزستان توسط ریزجلبک Chlorella vulgaris

نوع مقاله : زیست شناسی (جانوری)

نویسندگان

1 گروه مهندسی محیط زیست، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

2 گروه شیلات، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

چکیده

فاضلاب­ ها می توانندمنابع آبی را آلوده نمایند به­ همین علت امروزه تاکید بسیاری بر تصفیه و پاک­سازی فاضلاب­ ها و پساب­ ها می­ شود.یکی از روش ­های کاربردی در تصفیه فاضلاب، استفاده از گیاهان از جمله میکروجلبک ­ها می­ باشد که با استفاده از نور خورشید، مواد مغذی فاضلاب را مصرف کرده و آن را به توده­ های زیستی مفید تبدیل می­ کنند. لذا در این پژوهش قابلیت حذف برخی پارامترهای آلودگی پساب با استفاده از میکروجلبک Chlorella vulgarisمورد آزمایش قرار گرفت. بدین­ منظور برای رشد میکروجلبک از آب مقطر اتوکلاو شده و محیط کشت TMRL استفاده شد، پساب مورد استفاده از استخر پرورش ماهیان گرمابی استان خوزستان تهیه گردید. رشد میکروجلبک در تیمار شاهد و تیمار پساب هر 48 ساعت یک ­بار و در شرایط آزمایشگاهی ثابت (دمای 27-23 درجه سانتی­ گراد، شوری 20ppt و شدت نوری 2500 لوکس) در بازه زمانی 15 روز محاسبه شد. شاخص­هایCOD ، BOD، نیترات، نیتریت و فسفات هر 48 ساعت یک ­بار اندازه ­گیری و محاسبه شدند. نتایج حاصل از آنالیز آماری بین بازه­ های زمانی مختلف در تعداد ریزجلبک در تیمار شاهد تغییر معنی­ داری نشان داد به ­طوری­ که بالاترین تعداد جلبک در روز یازدهم مشاهده شد ولی از روز چهاردهم به بعد کاهش نسبی یافت، هم­ چنین نتایج حاکی از وجود اختلاف معنی ­دار در میزان حذفBOD وCOD درکشت ریزجلبک بود به­ طوری­ که کم ­ترین میزان این دو فاکتور در روز دهم مشاهده گردید. نیترات باقی ­مانده نیز به ­ترتیب در روز سوم و دهم بیش ­ترین و کم­ ترین میزان را به­ خود اختصاص داد. میزان نیتریت نیز در روز سوم بالاترین و در روز پانزدهم پایین ­ترین مقدار را داشت، فسفات نیز در روزهای سوم، پنجم، دهم و پانزدهم نسبت به روز اول کاهش معنی­ دار نشان داد. این نتایج، توانایی ریزجلبک­ را در کاهش ازت و فسفر پساب و امکان کاربرد آن جهت تصفیه پساب نشان داد، به ­نظر می ­رسد که این ریزجلبک قادر است برای حذف نیترات و فسفات و نیز تولید زیست توده جلبکی در سیستم­ های پالایش پساب خروجی استخرهای پرورش ماهی، قبل از ورود به محیط طبیعی مورد استفاده قرار گیرد، هم­ چنین پساب استخر می ­تواند به ­عنوان محیط کشتی مناسب برای تولید انبوه این جلبک مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Chlorella vulgaris capacity in absorption of Nitrate and Phosphate from wastewater of fish farming pool in Khuzestan Province

نویسندگان [English]

  • laleh azarm 1
  • Narges Javadzadeh 2
  • Reza Jalilzadeh 1
1 Department of Environmental Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
2 Department of Fisheries, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Due to the potential of sewage to contaminate food and water resources, it is emphasized on the treatment of sewage. One of the most effective biological methods in the treatment of sewage is the use of plants. A group of these plants, which have recently been considered by researchers to treat sewage, are microalgae. Microalgae use sunlight to absorb nutrients from the sewage and make them more useful to biosphere. In this study, the possibility of removal of some pollutant parameters of wastewater was investigated using microalgae Chlorella vulgaris. For this purpose, microalgae was cultured in TMRL medium and the wastewater was prepared from the fish farming pool in Khuzestan province. The growth of microalgae in control and wastewater  treatment was measured every 48 hours, under constant conditions (temperature 27-23 ° C, 20ppt salinity, 2500 lux light intensity) in the period of 15 days. COD, BOD, nitrate, nitrite and phosphate were measured and calculated every 48 hours. The results of statistical analysis showed a significant change in the number of microalgae in the control treatment, so that the highest number of algae was observed on the 11th day but it decreased relative to the 14th day. Also, the results showed a significant difference in the amount of BOD and COD removal was micro-algae culture, with the lowest amount of these two factors observed on the tenth day. The remaining nitrate also received the highest and lowest values on the third and tenth day, respectively. Nitrite was also the highest on the third day and on the 15th day it was the lowest.Phosphate levels also decreased significantly on days 3, 5, 10 and 15 compared to the first day (P <0.05). These results showed the ability of microalgae to reduce wastewater nitrogen and phosphorus and its potential for wastewater treatment. It seems that this microalgae is capable of removing nitrates and phosphates as well as the production of algal biomass in refining systems the effluent of the fish ponds is to be used before entering the natural environment, and the pool effluent can be used as a suitable fertile environment for mass production of this algae.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chlorella Vulgaris
  • BOD
  • COD
  • Nitrate
  • phosphate
  • Wastewater
  1. ابوالحسنی، م.ه.؛ حسینی، س.ع.؛ قربانی، ر. و وینسه، ا.، 1395 الف. امکان­ سنجی تولید زیست ­توده و حذف فسفات و نیترات از پساب شهری به ­وسیله کشت جلبک کلرلا وولگاریسChlorella vulgaris. نشریه توسعه آبزی­ پروری. سال­10، شماره 2، صفحات 1 تا 8.
  2. ابوالحسنی، م.ه.؛ حسینی، س.ع.؛ قربانی، ر. و وینسه، ا.، 1395 ب. حذف فسفات و نیترات از پساب شهری به­ وسیله کشت جلبک  Scenedesmus obliquus و تولید زیست­ توده جلبکی. مجله بوم شناسی آبزیان. سال 5، شماره 4، صفحات 33 تا 39.
  3. احمدپور، ن.؛ صیادی، م.ح.؛ فلاحی­ کپورچالی، م. و رضایی، م.، 1394. حذف فسفات به­ وسیله ریزجلبک ­ها از پساب خروجی فاضلاب شهری در  شرایط آزمایشگاهی. زیست­ فناوری دانشگاه تربیت مدرس. سال 6، شماره 2، صفحات 49 تا 54.
  4. آخوندیان، م. و میرحسن ­نیا، س.، 1396. تنوع زیستی ریز جلبک­ ها، ظرفیتی بالقوه در فناوری­ های زیستی و محیطی. فصلنامه انسان و محیط زیست. سال 19، شماره 41، صفحات 39 تا 70.
  5. افشاری، ع.؛ یحیوی، م. و سجادی، م.م.، 1393. استفاده از پساب ثانویه شهری به­ عنوان محیط کشت جایگزین برای پرورش ریز جلبک Tetraselmis suecica. نشریه اقیانوس­ شناسی. سال 5، شماره 18، صفحات 79 تا 85.
  6. باقری، ش. و معصومی ­زاده، س.ز.، 1395. بررسی رشد میکروجلبک Chlorella sp در آب دریا و فاضلاب غیراستریل. مجله علمی شیلات ایران. سال 26، شماره 2، صفحات 153 تا 163.
  7. حیدری، ص.؛ فرهادیان، ا. و محبوبی ­صوفیانی، ن.، 1390. تولید زیست توده و حذف آمونیاک و نیترات از پساب کارگاه پرورش ماهی به وسیله کشت جلبک سبز Scenedesmus quadricauda. محیط شناسی. سال 37، شماره 59، صفحات 15 تا 28.
  8. شریعتی، م. و طاهری، ر.، 1395. حذف نیتروژن و فسفات از فاضلاب شهری توسط ریزجلبک Chlorella vulgaris و تعیین معادله سینتیکی رشد آن. مجله زیست­ شناسی کاربردی دانشگاه الزهرا. سال 29، شماره 2، صفحات 117 تا 130.
  9. شکوری، الف.، و بلوچ، گ.، 1395. تاثیر غلظت ­های مختلف نیترات و فسفات بر رشد جلبک سبز  Ulva rigida در تانک­ های 40 لیتری در فضای باز. مجله اقیانوس شناسی. سال 7. شماره 28. صفحات 36-29.
  10. عباسی بیرگانی، م.؛ علیزاده، ر.؛ طهماسبی انفرادی، س. و سلطانیان، س.، 1396. تصفیه بیولوژیکی فاضلاب خانگی با استفاده از میکروجلبک ­Chlorella vulgaris­ در مقیاس آزمایشگاهی. مجله محیط ­زیست و مهندسی آب. سال 3، شماره 2، صفحات 144 تا 156.
  11. کیانمهر، ه.، 1387. بیولوژی جلبک ­ها. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. 336 صفحه.
  12. فرهادیان، ا.؛ فلاحی، س.م. و محبوبی­ صوفیانی، ن.، 1393. تاثیر غلظت­ های مختلف فسفر بر زیست ­توده و رشد جلبک سبز Chlorococum. مجله زیست­ شناسی ایران. سال 27، شماره 3، صفحات 478 تا 489.
  13. منزوی، م. ت.، 1392. فاضلاب شهری- تصفیه فاضلاب. انتشارات دانشگاه تهران. 266 صفحه.
  14. نجیمی، ز.؛ سلیمی، ل. و ربانی، م.، 1395. بررسی اثر ریزجلبک ­های  Scenedesmus obliquus وChlorella vulgaris  استخراج شده از فاضلاب و تاثیر آن بر روی حذف برخی پارامترهای آلودگی پساب خانگی. اولین کنفرانس بین ­المللی آب. محیط زیست و توسعه پایدار. 14 صفحه.
  15. Abe, K.; Imamaki, A. and Morio., H., 2002. Removal of nitrate, nitrite, ammonium and phosphate ions from water by the aerial microalga Trentepohlia aurea. Journal of applied phycology. Vol. 14, No. 2, pp: 129-134.
  16. APHA. 1995. Standard methods for the examination of water and wastewater 19th edition. American Public Health Association. pp: 83-113.
  17. Arbib, Z.; Ruiz, J.; Alvarez, P.; Garrido, C.; Barragan, J. and Perales, J.A., 2012. Chlorella stigmatophora for urban wastewater nutrient removal and CO2 abatement. International Journal of Phytoremediation. Vol. 14, No. 7, pp: 714-725.  
  18. De-bashan, L.E.; Moreno, M.; Hernandez, J.P. and Bashan, Y., 2002. Removal of ammonium and phosphorus ions from synthetic wastewater by the microalgae Chlorella vulgaris coimmobilized in alginate beads with the microalgae growth-promoting bacterium Azospirillum brasilense. Journal of Water Research.  Vol. 36, No. 12, pp: 2941-2948.
  19. kim, J.; Lingaraju, B.; Rheaume, R.; Lee, J. and Siddiqui, K., 2010. Removal of Ammonia from Wastewater Effluent by Chlorella Vulgaris. Tsinghua science and Thechnolgy. Vol. 14, No. 4, pp: 391-396.
  20. Lee, K. and Lee, C.G., 2001. Effect of light/dark cycles on wastewater treatments by microalgae. Biotechnology and Bioprocess Engineering. Vol. 6, pp: 194-199.
  21. Martinez, M.E.; Sanchez, S.; Jimenez, J.M.; Yoysfi, F.E. and Munoz, L., 2000. Nitrogen and phosphorus removal from urban wastewater by the microalga Scenedesmus obliquus. Bioresource Technology. Vol. 73, pp: 263-272.
  22. Munoz, P. and Guieysse, B., 2006. Algalbacterial processes for the treatment of hazardous contaminants: a review. Water research. Vol. 40, pp: 2799-2815.
  23. Ravipratap, S.; Rohan, B. and Sibi, G., 2017. Nurennt Removal Efficiencies of Chlorella vulgaris from urban Wastewater for Reduced Eutrophication. Journal of Environmental Protection. Vol. 8, No. 1, pp: 1-11.
  24. Rawat, I.; Kumar, R.R.; Mutanda, T. and Bux, F., 2011. Dual role of microalgae: Phycoremediation of domestic wastewater and biomass production for sustainable biofuels production. Appl. Energy. Vol. 88, No. 10, pp: 3411-3424.
  25. Tam, N.F.Y. and Wong, Y.S., 1996. Effect of ammonia concentrations on growth of Chlorella vulgaris and nitrogen removal from media. Bioresource Technology. Vol. 57, pp: 59-66.