Published October 27, 2020
| Version v1
Publication
Open
Cd(II) biosorption using bacterial isolates from sawdust: optimization via orthogonal array Taguchi method
Creators
- 1. Afe Babalola University
- 2. Federal University of Technology
- 3. Yaba College of Technology
Description
Orthogonal array of Taguchi experimental design with L16 four-level factors: pH (2–8), temperature (303–333 K), time (1–4 h), inoculum concentration (5–20 v/v) and Cd(II) initial concentration (50–200 mg/L) was applied to optimize Cd(II) biosorption from aqueous solution via bacterial isolates from sawdust. The optimum conditions were found to be 4, 303 K, 4 h, 15 v/v % and 50 mg/L for pH, temperature, time, inoculum concentration and Cd(II) initial concentration, respectively. A confirmatory experimental run at these conditions revealed 99.53% Cd(II) removal. Fourier transform infrared revealed the presence of –OH on the bacterial surface enhancing Cd(II) biosorption. The presence of small cavities on the bacterial surface with a porous inner multilayer was shown by scanning electron microscopy analysis. Proposed biosorption mechanisms were electrostatic interaction, surface complexation and ion exchange. In conclusion, bacterial isolates from sawdust could effectively be applied as biosorbent for Cd(II) removal from aqueous solution.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم تطبيق المصفوفة المتعامدة للتصميم التجريبي لتاغوشي مع عوامل L16 رباعية المستويات: الرقم الهيدروجيني (2–8)، ودرجة الحرارة (303-333 كلفن)، والوقت (1–4 ساعات)، وتركيز اللقاح (5–20 فولت/فولت) والتركيز الأولي لـ Cd(II) (50–200 مجم/لتر) لتحسين الامتصاص الحيوي لـ Cd(II) من المحلول المائي عبر العزلات البكتيرية من نشارة الخشب. تم العثور على الظروف المثلى لتكون 4،303 كلفن، 4 ساعات، 15 فولت/فولت ٪ و 50 ملغ/لتر للرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة والوقت وتركيز اللقاح والتركيز الأولي لـ Cd(II)، على التوالي. وكشف تشغيل تجريبي تأكيدي في هذه الظروف عن إزالة 99.53 ٪ من القرص المضغوط(الثاني). كشف تحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء عن وجود - OH على السطح البكتيري المعزز للامتصاص الحيوي Cd(II). تم توضيح وجود تجاويف صغيرة على السطح البكتيري مع طبقة داخلية مسامية متعددة الطبقات من خلال تحليل المجهر الإلكتروني. كانت آليات الامتصاص الحيوي المقترحة هي التفاعل الكهروستاتيكي، والتركيب السطحي والتبادل الأيوني. في الختام، يمكن تطبيق العزلات البكتيرية من نشارة الخشب بشكل فعال كممتص حيوي لإزالة القرص المضغوط(الثاني) من المحلول المائي.Translated Description (French)
Un tableau orthogonal de la conception expérimentale de Taguchi avec des facteurs à quatre niveaux L16 : pH (2–8), température (303–333 K), temps (1–4 h), concentration d'inoculum (5–20 v/v) et concentration initiale de Cd(II) (50–200 mg/L) a été appliqué pour optimiser la biosorption de Cd(II) à partir d'une solution aqueuse via des isolats bactériens de sciure de bois. Les conditions optimales ont été trouvées à 4, 303 K, 4 h, 15 % v/v et 50 mg/L pour le pH, la température, le temps, la concentration de l'inoculum et la concentration initiale de Cd(II), respectivement. Une série expérimentale de confirmation dans ces conditions a révélé une élimination de 99,53 % de Cd(II). L'infrarouge à transformée de Fourier a révélé la présence de –OH sur la biosorption du Cd(II) à la surface bactérienne. La présence de petites cavités sur la surface bactérienne avec une multicouche interne poreuse a été mise en évidence par analyse en microscopie électronique à balayage. Les mécanismes de biosorption proposés étaient l'interaction électrostatique, la complexation de surface et l'échange d'ions. En conclusion, les isolats bactériens de sciure de bois pourraient être efficacement appliqués comme biosorbant pour l'élimination du Cd(II) de la solution aqueuse.Translated Description (Spanish)
Se aplicó una matriz ortogonal del diseño experimental de Taguchi con factores de cuatro niveles L16: pH (2–8), temperatura (303-333 K), tiempo (1–4 h), concentración de inóculo (5–20 v/v) y concentración inicial de Cd(II) (50–200 mg/L) para optimizar la biosorción de Cd(II) de la solución acuosa a través de aislados bacterianos del serrín. Se encontró que las condiciones óptimas eran 4, 303 K, 4 h, 15 v/v % y 50 mg/L para pH, temperatura, tiempo, concentración de inóculo y concentración inicial de Cd(II), respectivamente. Una corrida experimental confirmatoria en estas condiciones reveló una eliminación de Cd(II) del 99,53%. La transformada infrarroja de Fourier reveló la presencia de –OH en la superficie bacteriana que mejora la biosorción de Cd(II). La presencia de pequeñas cavidades en la superficie bacteriana con una multicapa interna porosa se mostró mediante análisis de microscopía electrónica de barrido. Los mecanismos de biosorción propuestos fueron la interacción electrostática, la complejación superficial y el intercambio iónico. En conclusión, los aislados bacterianos del aserrín podrían aplicarse eficazmente como biosorbente para la eliminación de Cd(II) de la solución acuosa.Files
10575.pdf
Files
(2.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a62b3b9c99e3e175cf0611ab05423e4f
|
2.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الامتصاص الحيوي للأقراص المدمجة(2) باستخدام العزلات البكتيرية من نشارة الخشب: التحسين عبر طريقة تاغوشي المتعامدة
- Translated title (French)
- Biosorption de Cd(II) à l'aide d'isolats bactériens de sciure de bois : optimisation via la méthode de Taguchi à réseau orthogonal
- Translated title (Spanish)
- Biosorción de Cd(II) utilizando aislados bacterianos de aserrín: optimización mediante el método de Taguchi de matriz ortogonal
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3097195726
- DOI
- 10.17159/wsa/2020.v46.i4.9076