Thesis (M.Sc.) -Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 91-123.

Bioremediation, which involves the use of environmentally
friendly materials to remove diluted heavy metals from large
volume streams, has drawn the interest of many people. For
example, microbial systems such as (fungus, bacteria, and algae)
have been successfully used as adsorbing agents for heavy metal
removal. Microbial populations in metal contaminated
environments adapt to hazardous concentrations of heavy metals
and become metal resistant, such as different species of
Aspergillus, Pseudomonas, Bacillus, and others, and agricultural
waste used as cheap sorbents for the removal of toxic metals,
such as Jatropha curcas, which classified as Hyperaccumulators
(e.g. Thlaspi spp. and Brassica spp.) accumulate up to 30,000
ppm Zn and and 1,500 ppm Cd in the shoots.
And its benefit is easily applicable due to their adaptability to
diverse pH, temperature, pressure, and agitation conditions.
The results of the present study can be summarized as follows:
 there are 5 different species isolated from waste water
and the most dominant species was Aspergillus niger
with frequent % 73 and there are 2 different species
isolated as endophyte from grinded Jatropha curcas seed
and Aspergillus niger also most dominant with frequent
% 70.
 The current investigation found that increasing the initial
concentration of various metals raised the removal
Summary
88
percentage (%) of J. curcas seed husk or A. niger dry
biomass
 Adsorption efficiency improved for each adsorbent J.
curcas seed husk and A. niger dry biomass separately as
pH increased from 2.0 to 8.0.
 The adsorption percentage of Cu, Mn, Co, and Ni in
Jatropha curcas seed husk increased with pH, achieving a
maximum for Cu at pH 8, Mn at pH 6, and Co and Ni at
pH 4.
 For A. niger dry biomass in the current work, the
maximum adsorption capacity for Cu and Ni was
observed at pH 6, but for Mn and cobalt, it was at pH 8.
 In the present study, in case of Jatropha curcas seed husk,
the maximum adsorption capacities of Cu, Mn ,Co and Ni
were 0.49, 0.216, 0.825 and 0.905 mg/g, respectively at
30°C. whereas for A.niger biomass, the highest
adsorption of Cu, Mn and Co was observed at 40°C but
for Ni, it was at 50°C.
 The results for consortium effect of Jatropha curcas seed
husk and Aspergillus niger showed that Maximum
biosorption of Cu, Mn and Co ions (95.2 %,88.3% and
98.7, respectively) was obtained at pH 8.0, But for Ni
ions, the maximum biosorption(100%) was observed at
pH 4.0.
 Our results showed an ideal temperature of 50C for
maximum removal of copper and manganese (97.6% and
78.1% respectively) by the biosorbents consortium. For
Summary
89
cobalt, the maximum removal% at 40C was 99.2 % and
for Ni, it was 99.9 at 60C.
 the consortium effect of both biosorbant resulted in
increasing removal percentage for Cu and Ni increased at
pH (8) which was more than single effect, and this
indicated synergestic effect , on the other hand, for Mn,
anatagonstic effect was observed where the consortium
effect caused noticeable decrease in removal percentage ,
and for Co, there was no significant different between
consortium effect and application of each biosorbent
singly.
 FTIR revealed that the presence of numerous functional
groups (i.e., carboxyl, amino, amides, hydroxyl,
phosphate, thiol, etc.) on the surface expedites the
biosorption process .
 While TEM detected that the investigated metals were
represented as black dots which aggregated to form black
areas and this indicated that metal accumulated by
adsorption on the surface of heavy metals.
 SEM images show that J. curcas seed husk has an
irregular lamellar structure with a honeycombed porous
surface (irregular holes) ,and after metal adsorption
showed that there was some oval material on the surfaces,
that heavy metal adsorption resulted in changes to the
surfaces of the adsorbent.
Summary
90
 Regarding A. niger dry biomass, SEM images show that
its spores have a small diameter of about 2 mm and some
wrinkles on their surfaces and a spherical and bead-like
structure with a high surface/volume ratio ,The changes
in the surface morphology of A. niger spores as a result
of binding with Cu(II), Mn (II), Co(II) and Ni (II) showed
the disappearance of these wrinkles.

نحن نعلم جيدا ان الماء هي شريان الحياة في المحيط الحيوي فلذلك كان من المهم ان ياخذ تلوث المياه اهتماما عالميا لما في ذلك من ضمان لاستمرار الحياه علي وجه الكوكب الارضي وتقليلا للاثار الجانبية الخطرة التي تنتج من تلوث المياه علي صحة الانسان والحيوان والنبات والبيئة المحيطة وينقسم تلوث المياه الي ثلاث اقسام ومنها التلوث بالمركبات العضوية والتلوث بالمواد غير العضوية ومنها العناصر الثقيلة و الكائنات الدقيقة منها (البكتريا والفطريات والفيروسات والطحالب) وادت العوامل الطبيعية من البراكين وحرائق الغابات و ذوبانها من قشرة الارض والعوامل البشرية من التعدين والصناعات المستحدثة ودباغة الجلود وصناعة الورق والمبيدات لزيادة العناصر الثقيلة في البيئة المحيطة مما ادي الي ظهورالاثار السلبية الخطرة علي الرغم من اهمية وجود هذه العناصر بكميات ضئيلة للمحافطة علي عمليات التمثيل الغذائي (الآيض) بجسم الكائن الحي.تنجم خطورة المعادن الثقيلة من قدرتها علي التراكم في اجسام الكائنات البحرية ومن ثم استهلاك الانسان لكميات كبيرة منها تؤدي الي تسمم الانسان وهو مايعرف ب (تسمم المعادن الثقيلة)حيث تتراكم بشكل اسرع من انحلالها مسببة اضطرابات في جميع وظائف الجسم منها (السرطانات- اضطراب وظائف الكلي وقد تؤدي الي الفشل الكلوي – اضطراب في الجهاز العصبي والجهاز الدوري ) ونتيجة لذلك يسعي الباحثون الي تطوير تقنيات ناجحة وغير مكلفة لازالة المعادن خاصة في الدول النامية ومنها استخدام المخلفات الزراعية بعد استخدامها صناعيا مثل بذور نبات الجاتروفا بعد استخدامها في الحصول علي الوقود الحيوي الذي يستخدم للطائرات واثبتت النتائج انه ذو قدرة عالية لامتصاص المعادن الثقيلة حيث انها يصنف من hyper- accumulator وكذلك الفطريات الخيطية حيث انها تمتلك مجموعة من الاليات المختلفة التي تجعلها ذو كفاءة عالية لخفض العناصر الثقيلة ومنها عملية الادمصاص علي جدرانها او تكوين مركبات ثقيلة مترسبة .
• في إطار ذلك تم عمل تحاليل للمعادن الثقيلة للمياه الملوثة ووجد ارتفاع في النسب كلا من النحاس و المنجنيز والنيكل والكوبلت عن النسب المسموح بها.
• تم عزل خمسة انواع من الفطريات من المياه الملوثة بالمعادن الثقيلة وكذلك الفطريات الداخلية لبذور نباتJatropha curcasوكانت Aspergilli هي الاكثر تكرارا وتشكل 79 % من العزلات الكلية . سيطر Aspergillus niger علي الانواع المعزولة بنسبة 73 %.
• تم استخدام كلاً من قشور بذور نبات ال Jatropha curcas و الكتلة الحيوية الجافة لفطرAspergillusniger المعالج حراريًا كل علي حدي و متحدين وذلك لتنقية المياه الملوثة من اكثر المعادن التي وجدت بها Cu ⁺⁺ , Mn⁺⁺,Ni⁺⁺,Co⁺⁺.
• اظهرت النتائج ان مع زيادة تركيز كل من العناصر الثقيلة كان ايضا زيادة نسب الامتصاص بالنسبة لكل من قشور بذور نبات ال Jatropha curcas و فطرAspergillus nigerكل علي حدي .
• اظهرت النتائج ان مع اختلاف درجات الاس الهيدروجيني من 4 الي 8 لجميع العناصر حققت اعلي نسب امتصاص للعناصر الثقيلة لكل من قشور بذور نبات ال Jatropha curcas و فطر Aspergillus nigerكل علي حدي وان درجات الاس الهيدروجيني 2 حققت اقل نسب امتصاص لجميع العناصر الثقيلة.
• أظهرت النتائج ان درجة الحرارة° C30 كانت المثالية لقشور بذور نبات ال Jatropha curcas لاعطاء اعلي نسب امتصاص للمعادن الثقيلة و درجة الحرارة° C40 كانت المثالية لفطرAspergillus niger لاعطاء افضل نسب امتصاص .
• اظهرت النتائج انه كان لدمج كلا من قشور بذور نبات ال Jatropha curcasوفطرAspergillusnigerتأثير تآزرى لنسب امتصاص كلا من Cu ⁺⁺و Ni⁺⁺ .
• اظهرت النتائج انه كان لدمج كلا من قشور بذور نبات ال Jatropha curcas
و فطرAspergillus nigerتأثير عكسي لنسب امتصاصMn⁺⁺.
• اظهرت النتائج عدم تأثير دمج كلاً من قشور بذور نبات ال Jatropha curcas و فطرAspergillus niger علي نسب الامتصاص الخاصة بعنصر Co⁺⁺.
• كشفت دراسات FTIR عن دور المجموعات الوظيفية المختلفة مثل مجموعات الهيدروكسيل والكربوكسيل والامين في الامتصاص الحيوي للمعادن الثقيلة والية التبادل الالكتروني.
• كما أظهر فحص الميكروسكوب الالكتروني النافد لكلا من قشور بذور نبات ال Jatropha curcas و فطرAspergillus nigerالمعرض للمعادن الثقيلة تراكماً الكترونيا كثيفاً علي جدار الخلية وداخل الخلية وتشير كلا منSEM , TEM الي ان المعادن الثقيلة نتتراكم عن طريق الامتصاص والادمصاص في الفطريات.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.