การผลิตเอนไซม์ตรึงสำหรับประยุกต์ใช้ในการกำจัดโครเมียมจากน้ำทิ้งในกระบวนการฟอกหนัง

Abstract

โครงการวิจัยนี้ค้นพบแบคทีเรียสายพันธุ์ใหม่ที่สามารถรีดิวซ์เฮกซาวาเลนซ์โครเมียมหรือ Cr(VI) โดยคัดแยกจากตะกอนทะเลของประเทศไทย และทำการจำแนกสายพันธุ์ได้เป็น Bacillus megaterium และ B. cereus แบคทีเรียทั้งสองชนิดสามารถรีดิวซ์ Cr(VI) ที่อยู่ในน้ำเสียสังเคราะห์ได้อย่างสมบูรณ์ภายในเวลา 7 วันของการเดินระบบอย่างต่อเนื่องในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบแบทภาพถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดพบว่าผิวของเซลล์แบคทีเรียมีลักษณะหยาบและมีรูพรุนเมื่ออยู่ในสภาวะที่มี Cr(VI) ผลการวิเคราะห์องค์ประกอบธาตุด้วยรังสีเอ็กซ์และภาพถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านพบตะกอนของโครเมียมบนผิวและภายในของเซลล์ แบคทีเรียทั้งสองชนิด การเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงของหมู่ฟังก์ชั่นที่เกิดขึ้นบนผิวของเซลล์ แบคทีเรียโดยเทคนิค FTIR ไม่สามารถตรวจพบการเปลี่ยนแปลงบนผิวเซลล ของ B. megaterium ขณะที่บนผิวเซลล์ของ B. cereus ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงของหมู่ C-O stretching สำหรับอะลิฟาติกเอไมด์เมื่ออยู่ในสภาวะที่มี Cr(VI) เมื่อนำผลการทดลองมาลงโมเดลการดูดซับที่สมดุลพบว่า การดูดซับ Cr(VI) ที่สมดุลของแบคทีเรียทั้งสองชนิดตรงกับไอโซเทอมโมเดลแบบ Freundlich โดยให้ค่า R2 = 0.981 สำหรับ B. megaterium และ R2 = 0.983 สำหรับ B. cereus ในช่วงความเข้มข้นของ Cr(VI) เท่ากับ 10-70 มิลลิกรัมต่อลิตร การวิเคราะห์ค่าจลนศาสตร์ในการกำจัด Cr(VI) ของแบคทีเรียทั้งสองชนิดพบว่าตรงกับโมเดลการรีดักชั่นแบบ pseudo-second order reduction และพบกลไกการดูดซับ Cr(VI) ของ B. megaterium ที่ตรงกับโมเดลแบบ intra-particle diffusion ขณะที่การดูดซับ Cr(VI) ของ B. cereus ตรงกับโมเดลแบบ intra-particle diffusion ร่วมกับ pseudo-second order adsorption model และ Boyd plots ผลการทดลองที่ได้แสดงให้เห็นว่า B. cereus และ B. megaterium สามารถนำมาใช้ในการกำจัด Cr(VI) ที่ปนเปื้อนในน้ำเสียต่อไปในอนาคตได้