Valorizing the biosorptive potential and bioactivity of Anabasis articulata Sahara plants.

چکیده اصلی

Finding new affordable biosorbents for the remediation of toxic inorganic pollutants is a great challenge. This challenge arises from the need for biosorbents with functional groups that can efficiently chelate heavy metals and facilitate their removal from water. The present study examines the application of the local Egyptian Sahara medicinal plant Anabasis articulata, in both raw (ANA) and NaOH-modified (ANAS) forms, as biosorbents for removing Pb(II) ions from aqueous solutions. The characterization of both biosorbents was conducted using multiple analytical techniques, such as Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area analysis, Boehm titration, scanning electron microscopy (SEM), and thermogravimetric analysis (TGA). The effects of experimental variables on Pb(II) biosorption, including initial Pb(II) concentration, pH, biosorbent dosage, contact duration, and the presence of foreign ions, were systematically investigated. To ensure the reliability of the kinetic and isotherm adsorption models, error functions, including χ2, SSE, and MSE, were used as validation tools. Analysis of adsorption equilibrium data demonstrated that the Langmuir model most accurately described the process, yielding maximum capacities of 76.38 ± 0.26 mg/g and 46.74 ± 0.21 mg/g for ANA and ANAS, respectively. A measurable enhancement in adsorption was observed following mercerization, which altered the dominant Pb(II) binding mechanism. Thermodynamic analysis revealed that Pb(II) biosorption on ANA and ANAS was exothermic and endothermic, respectively. The ANA extract exhibited significant antioxidant activity as determined by the DPPH radical scavenging assay. Furthermore, the methanolic extract of ANA showed potential antimicrobial activity against both Gram-negative and Gram-positive bacteria. The mechanism of Pb(II) biosorption onto ANA and ANAS biosorbents is elucidated. The ANAS biosorbent, produced via a simple, environmentally friendly process, offers a sustainable solution for wastewater treatment in arid regions.

ترجمه فارسی چکیده

یافتن بیوسوربنت‌های جدید و ارزان‌قیمت برای تصفیه آلاینده‌های معدنی سمی چالشی بزرگ است. این چالش ناشی از نیاز به بیوسوربنت‌هایی با گروه‌های عملکردی است که می‌توانند فلزات سنگین را به‌طور مؤثر پلیمراسیون کرده و حذف آن‌ها از آب را تسهیل کنند. این مطالعه کاربرد گیاه دارویی صحرایی مصری محلی آناباسیس آرتیکولاتا را در دو شکل خام (ANA) و اصلاح‌شده با NaOH (ANAS) به عنوان بیوسوربنت برای حذف یون‌های سرب (II) از محلول‌های آبی بررسی می‌کند. ویژگی‌شناسی هر دو بیوسوربنت با استفاده از تکنیک‌های تحلیلی متعدد، از جمله طیف‌سنجی فوریه-تبدیل (FT-IR)، تحلیل مساحت سطحی براونر-امت-تلر (BET)، تیتراسیون بوم، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز گرمودینامیکی (TGA) انجام شد. اثرات متغیرهای آزمایشی بر بیوسوربپذیری سرب (II)، از جمله غلظت اولیه سرب (II)، pH، دوز بیوسوربنت، مدت زمان تماس و حضور یون‌های خارجی، به صورت سیستماتیک بررسی شد. برای اطمینان از قابلیت اعتماد مدل‌های پویایی و ایزوترم جذب، توابع خطا، از جمله χ2، SSE و MSE، به عنوان ابزارهای اعتبارسنجی استفاده شد. تحلیل داده‌های تعادل جذب نشان داد که مدل لانگمویر فرآیند را به‌طور دقیق‌تری توصیف می‌کند که ظرفیت‌های حداکثری 76.38 ± 0.26 mg/g و 46.74 ± 0.21 mg/g را برای ANA و ANAS به ترتیب به دست می‌دهد. یک افزایش قابل اندازه‌گیری در جذب پس از مارسرایز مشاهده شد که مکانیسم غالب پیوند سرب (II) را تغییر داد. آنالیز ترمودینامیکی نشان داد که بیوسوربپذیری سرب (II) بر روی ANA و ANAS به ترتیب گرمای منفی و گرمای مثبت است. عصاره ANA فعالیت آنتی‌اکسیدانی قابل توجهی را نشان داد که با تست حذف رادیکال DPPH تعیین شد. علاوه بر این، عصاره متانولی ANA فعالیت آنتی‌میکروبی بالقوه علیه هر دو باکتری گرم منفی و گرم مثبت نشان داد. مکانیسم بیوسوربپذیری سرب (II) بر روی بیوسوربنت‌های ANA و ANAS elucidated است. بیوسوربنت ANAS، که از طریق یک فرآیند ساده و دوستدار محیط زیست تولید شده است، راه‌حلی پایدار برای درمان فاضلاب در مناطق خشک ارائه می‌دهد.

متن کامل اصلی