Tadqiqot haqiqiy va suyultirilmagan to‘qimachilik sanoati oqova suvini (textile industry wastewater, TIWW) tozalash jarayonida ayni tizimdan elektr chiqishi olish maqsadida ikki bakteriyadan tashkil topgan yangi bakterial mikrobial yoqilg‘i xujayrasi konsorsiumini ishlab chiqadi. Konsorsium Pseudomonas aeruginosa MZ520730 va Bacillus albus MW407057 shtammlaridan tuzilgan hamda ikki kamerali H-tipli mikrobial yoqilg‘i xujayrasida (microbial fuel cell, MFC) harorat, pH, uglerod manbai va azot manbai bo‘yicha optimallashtirilgan.

Ko‘rib chiqilgan sharoitlar ichida eng yuqori ko‘rsatkich 30±3 °C, pH 7, glyukoza uglerod manbai va xamirturush ekstrakti azot manbai sifatida qo‘llangan holatda olingan. Tadqiqotning asosiy natijalariga ko‘ra, ishlab chiqilgan BMFCsC haqiqiy to‘qimachilik oqova suvida rang ko‘rsatkichi ADMI ni 1367 dan 5 gacha, kimyoviy kislorod talabini (COD) 2153 mg/L dan 97 mg/L gacha va umumiy organik uglerodni (TOC) 4852 mg/L dan 90 mg/L gacha kamaytirgan. Ushbu xom qiymatlar uchun ish mos ravishda %99,63 rangni yo‘qotish, %95,49 COD ni yo‘qotish va xulosa/natija bo‘limlarida %98,14 TOC ni yo‘qotishni xabar qiladi.

BMFCsC bitta bakteriyali tizimlarga qaraganda yuqoriroq kuchlanish va tok hosil qilgan. Eng yuqori qiymatlar 550 mV va 715 µA sifatida bildirilgan. Manba maksimal quvvat zichligini 65,54 W/m² deb ham xabar qiladi. Biroq usul bo‘limida berilgan \(P=V\times I\), \(P_d=P/A\), 550 mV, 715 µA va 0,006 m² anod maydoni birgalikda hamda SI birlik konversiyalari bilan qo‘llanganda, hisobot qilingan quvvat zichligi bilan taxminan 1000 baravar nomuvofiqlik yuzaga keladi. Shu sababli kuchlanish va tok natijalarini bevosita manba o‘lchovlari sifatida baholash mumkin bo‘lsa-da, quvvat zichligi qiymatini birlik/hisob-kitob nuqtai nazaridan tekshirish zarur.

Bitta shtamm taqqoslashlarida P. aeruginosa %92,13 rangni yo‘qotish, %87,22 TOC va %82,44 COD ni yo‘qotish; B. albus esa %85,34 rangni yo‘qotish, %81,56 TOC va %75,76 COD ni yo‘qotish ko‘rsatgan. BMFCsC ning ushbu ikki bitta shtammdan yuqoriroq tozalash natijalarini berishi tadqiqotchilar tomonidan bakteriyalar o‘rtasidagi bir-birini to‘ldiruvchi metabolik o‘zaro ta’sir bilan bog‘langan.

Ferment tahlillarida marganets peroksidaza (MnP) va lignin peroksidaza (LiP) faolligi kuzatilgan. Ishda P. aeruginosa bilan MnP, B. albus bilan LiP faolligi bog‘langan; eng yuqori qiymatlar 72-soatda MnP uchun 8,23 IU/mL va LiP uchun 10,93 IU/mL deb berilgan. Tadqiqotchilar ushbu ikki oksidoreduktiv ferment bo‘yoq va boshqa organik ifloslantiruvchilar transformatsiyasiga birgalikda hissa qo‘shishini taklif etadilar.

UV-Vis tahlilida ishlov berilmagan oqova suvda 430, 497, 530 va 668 nm atrofidagi yutilish xususiyatlari mos ravishda methyl red, Congo red, safranin va methylene blue bilan bog‘langan; ishlovdan so‘ng ushbu xarakterli cho‘qqilar yo‘qolgani aytilgan. FT-IR spektrida ham dastlabki ayrim funksional guruh xususiyatlari yo‘qolgani va yangi bantlar paydo bo‘lgani kuzatilgan. GC-MS tahlili ishlov berilmagan namunada turli aromatik va to‘qimachilik yordamchi kimyoviy moddalariga bog‘langan birikmalarni, ishlov berilgan namunada esa turli transformatsiya mahsulotlarini ko‘rsatgan. Bu natijalar ifloslantiruvchilarning kimyoviy transformatsiyasini qo‘llab-quvvatlaydi; o‘z-o‘zicha barcha organik ifloslantiruvchilar to‘liq minerallashganini isbotlamaydi.

Fitotoksiklik tajribasida ishlov berilmagan TIWW bilan sug‘orilgan Vigna radiata urug‘larida unib chiqish %50 bo‘lgan, BMFCsC bilan ishlov berilgan oqova suvda esa %100 unib chiqish kuzatilgan. Shu bilan birga, ishlov berilgan namunada ildiz uzunligi 2,89±0,33 cm va biomassa 2,51±0,22 g bo‘lib, vodoprovod suvi nazoratidagi 3,65±0,38 cm va 3,13±0,26 g qiymatlaridan past. Shuning uchun tajriba fitotoksiklik sezilarli darajada kamayganini qo‘llab-quvvatlaydi; ishlov berilgan suv barcha qishloq xo‘jaligida qayta foydalanish sharoitlari uchun xavfsizligini o‘z-o‘zicha isbotlamaydi.

Turkiya nuqtai nazaridan ish to‘qimachilik oqova suvlarini biologik tozalash bilan energiyani qayta olishni bir reaktorda birlashtiruvchi tadqiqot yondashuvi sifatida e’tiborga loyiq. Biroq ishlatilgan oqova suv Hindistonning Kanpur hududidagi muayyan umumiy tozalash inshooti chiqishidan olingan, tajribada filtr bilan sterilizatsiya qilingan va laboratoriya miqyosida ishlov berilgan. Turkiyadagi to‘qimachilik oqova suvlarining bo‘yoq, tuz, og‘ir metall, pH va organik yuk profillari korxonadan korxonaga farq qilishi mumkinligi sababli, ayni konsorsium mahalliy haqiqiy oqova suvlarda, uzluksiz oqimli pilot tizimlarda va Turkiyada qo‘llanadigan oqizish/qayta foydalanish mezonlari ostida alohida tasdiqlanishi kerak.

Tadqiqotning asosiy maqsadi nima?

Ishning boshlang‘ich nuqtasi shuki, to‘qimachilik sanoati oqova suvlari bir vaqtning o‘zida yuqori rang, organik modda, erigan qattiq modda, oziq tuzlari va ayrim og‘ir metallarni o‘z ichiga olishi mumkin, an’anaviy fizik-kimyoviy jarayonlar esa kimyoviy moddalar, energiya va loy boshqaruvini talab qilishi mumkin. Shu sababli tadqiqotchilar oqova suvdagi kimyoviy energiyani mikroorganizmlar orqali elektr chiqishiga aylantirishni tozalash bilan birlashtiradigan mikrobial yoqilg‘i xujayrasi yondashuvini o‘rganganlar.

Ishning o‘ziga xos maqsadi faqat bitta bakteriyani MFC ga qo‘shish emas. Pseudomonas aeruginosa MZ520730 va Bacillus albus MW407057 shtammlarining bir xil muhitda antagonistik harakat qilmasdan birga ishlay olishi avval tekshirilgan; keyin ikki shtammdan iborat BMFCsC ishlab chiqilib, harorat, pH va oziq sharoitlari bo‘yicha optimallashtirilgan.

Haqiqiy oqova suv qayerdan olingan?

TIWW va loy namunalari Hindistonning Uttar Pradesh shtatidagi Kanpur, Rooma hududida joylashgan umumiy oqova suv tozalash inshooti (Common Effluent Treatment Plant, CETP) chiqishidan oldindan sterilizatsiya qilingan 5–20 L plastik idishlarda yig‘ilgan va laboratoriyaga olib kelingach 4 °C da saqlangan.

Tajribalarda ishlatilgan TIWW manba tomonidan “real undiluted”, ya’ni haqiqiy va suyultirilmagan oqova suv deb ta’riflanadi. Shu bilan birga, MFC tajribasidan oldin Whatman filtri bilan filtr sterilizatsiyasi qo‘llangan. Demak, kimyoviy matritsa haqiqiy oqova suvga tegishli bo‘lsa-da, tabiiy mikrobial jamoa to‘g‘ridan-to‘g‘ri saqlangan xom oqova suv tajribasi emas; tizim ayniqsa qo‘shilgan PA, BA va BMFCsC kulturasi faoliyatini baholaydi.

Mikrobial yoqilg‘i xujayrasi qanday qurilgan?

Tajriba tizimi klassik ikki kamerali H-tipli MFC sifatida loyihalangan. Manbada umumiy hajm 3000 mL, ishchi hajm 2000 mL deb berilgan. Silindrsimon anod va katod kameralarining uzunligi 18 cm, diametri 15 cm.

Anod va katod kameralari 12 cm uzunlik va 2,0 cm diametrdagi tuz ko‘prigi orqali bir-biriga ulangan. Tuz ko‘prigi %2 NaCl va %10 agar saqlovchi deionizatsiyalangan suv aralashmasidan tayyorlangan va proton transportini ta’minlash uchun ikki kamera orasiga joylashtirilgan.

Har ikki kamerada mis (Cu) to‘r elektrodlari ishlatilgan. Elektrodlar avval distillangan suv va 0,1 M HCl bilan tozalangan, so‘ng %30 akril glaze va %70 grafit kukunidan iborat o‘tkazuvchi aralashma bilan qoplangan. Manba quvvat zichligini hisoblashda anod sirt maydonini 0,006 m² deb ishlatadi.

Qaysi bakteriyalar ishlatilgan?

Konsorsium ikki bakteriyadan tashkil topgan:

• Pseudomonas aeruginosa — PA, accession raqami MZ520730.
• Bacillus albus — BA, accession raqami MW407057.

Ikki kultura avval alohida baholangan, so‘ng birga ishlatishdan oldin agar yuzasida biologik o‘zaro ta’sir testi o‘tkazilgan. Bir shtamm yuzaga yoyilganda ikkinchi shtamm tayyorlangan quduqchaga qo‘shilgan va 30±3 °C da 48 soat inkubatsiya qilingan. Inhibitsiya zonasi kuzatilmasligi, ishda qo‘llangan sharoitlarda ikki shtamm o‘rtasida sezilarli antagonistik o‘zaro ta’sir yo‘qligi sifatida talqin qilingan.

Konsorsium ishlab chiqilganda har bir bakteriya alohida 30 mL steril oziq muhitida 30±3 °C va 120 rpm da 48 soat o‘stirilgan; keyin har bir kulturadan teng hajmda 10 mL olinib, 50 mL yangi steril muhitga qo‘shilgan va ayni sharoitlarda yana 48 soat inkubatsiya qilingan.

Harorat optimallashtirish nimani ko‘rsatdi?

BMFCsC 20–40±3 °C oralig‘ida baholandi. Eng yuqori rangni yo‘qotish %98,7 bilan 30±3 °C da olindi. Ayni sharoitda manba 550 mV, 715 µA va 65,54 W/m² elektr chiqishini xabar qiladi.

20±3 °C da rangni yo‘qotish %36 gacha, kuchlanish 183 mV va tok 265 µA gacha tushgan. 40±3 °C da %61 rangni yo‘qotish, 257 mV va 373 µA bildirilgan. 25±3 °C va 35±3 °C sharoitlarda ko‘rsatkichlar ushbu chekka haroratlardan yuqori, lekin 30±3 °C dan past bo‘lib qolgan.

Shu sabab ishning tajriba oralig‘ida optimal harorat 30±3 °C deb tanlangan. Natija faqat o‘rganilgan ikki bakteriya, haqiqiy TIWW tarkibi va MFC geometriyasi uchun amal qiladi.

pH optimallashtirish nimani ko‘rsatdi?

pH 5–9 oralig‘ida eng yuqori ko‘rsatkich pH 7 da olindi. pH 7 da rangni yo‘qotish %98,7; kuchlanish 540 mV va tok 697 µA deb bildirilgan.

Quvvat zichligi bo‘yicha ogohlantirish: Ushbu jadvaldagi quvvat zichligi ustuni manbaning o‘z hisobotidir. Ishda berilgan kuchlanish, tok, anod maydoni va quvvat zichligi tenglamalari o‘rtasida birlik ko‘lami jihatidan taxminan 1000 baravar nomuvofiqlik bo‘lgani sababli, bu qiymatlar mustaqil tasdiqlashsiz miqdoriy energiya ko‘rsatkichlarini taqqoslashda ishlatilmasligi kerak.

Qaysi uglerod va azot manbalari eng yaxshi natijani berdi?

To‘rtta uglerod manbai ichida glyukoza eng yuqori rangni yo‘qotish (%98,5) va 545 mV/695 µA elektr chiqishini ta’minladi. Fruktoza, maltoza va saxaroza mos ravishda %93, %88 va %79 rangni yo‘qotish ko‘rsatdi.

Azot manbalari ichida xamirturush ekstrakti %98,2 rangni yo‘qotish, 538 mV va 685 µA bilan eng yuqori natijani berdi. Mol go‘shti ekstrakti %88, pepton %71 va ammoniy sulfat %54 rangni yo‘qotishga erishdi.

Shu sabab yakuniy optimallashtirilgan tajriba sharoitlari 30±3 °C, pH 7, glyukoza va xamirturush ekstrakti deb belgilandi. Har bir oziqa manbai tajribada %1 darajada qo‘llangani ko‘rsatilgan.

Konsorsium bitta bakteriyalardan muvaffaqiyatliroq edimi?

Optimallashtirilgan sharoitda BMFCsC rang, COD va TOC ni yo‘qotish bo‘yicha ikki bitta shtammdan yuqoriroq natija berdi.

72 soatlik asosiy tozalash natijasi nima?

Ishning vaqt qatori bayonida rang ko‘rsatkichi ADMI 1367 dan 5 gacha, COD 2153 mg/L dan 97 mg/L gacha va TOC 4852 mg/L dan 90 mg/L gacha kamaygan. Oraliq qiymatlar 12, 24 va 48 soat uchun ham berilgan, eng kuchli natijalar 72 soat atrofida olingani ko‘rsatilgan.

Manba ushbu xom o‘zgarishlardan rang uchun %99,63, COD uchun %95,49 va TOC uchun %98,14 asosiy natijalarni beradi. Bo‘lim 3.3.1 dagi bir jumlada COD ni yo‘qotish qo‘shimcha ravishda %95,14 deb yozilgani sababli COD foizi manba ichida bir marta boshqacha hisobot qilingan; 2153→97 mg/L xom qiymatlari taxminan %95,49 o‘zgarish bilan mos keladi.

Ishdagi “7 kun” ifodasi va 72 soat ma’lumotlari bir xil narsami?

Manbada tajribalar “7 kun” davom ettirilgani va har 12 soatda namuna olingani aytilgan. Bunga qarshi rang, COD, TOC va maksimal elektr ko‘rsatkichlarning asosiy natijalari 72 soatda, ya’ni uchinchi kun atrofida berilgan. Grafiklarda o‘lchov nuqtalari 192 soatgacha davom etadi va bu muddat sakkiz kunga to‘g‘ri keladi.

1-rasmning rangni yo‘qotish panelida gorizontal o‘q 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168 va 192 qiymatlarini ko‘rsatishiga qaramay “Time (day)” deb belgilangan; ayni rasmning boshqa panellarida va 2-rasmda vaqt “hour” sifatida ko‘rsatilgan. Shu sabab tajriba muddatining grafik yorliqlarida manba ichidagi birlik nomuvofiqligi mavjud.

Bioelektr ishlab chiqarish egri chiziqlari nimani ko‘rsatadi?

Kuchlanish past boshlang‘ich qiymatlardan ko‘tarilib, taxminan 72 soatda eng yuqori nuqtaga yetgan, so‘ng pasaya boshlagan. BMFCsC kuchlanishi bitta shtammlardan yuqorida qolgan. Shunga o‘xshash yo‘nalish tok grafigida ham kuzatiladi.

Matn BMFCsC 110 mV dan 550 mV gacha va 174 µA dan 715 µA gacha ko‘tarilganini bildiradi. Bo‘lim 3.3.2 ushbu boshlang‘ich qiymatni 12 soat bilan bog‘lasa, natija bo‘limida 110 mV va 174 µA qiymatlari 24 soat deb yozilgan. Bu ham vaqt hisobotidagi boshqa bir manba ichidagi nomuvofiqlikdir.

Quvvat zichligi nega ehtiyotkorlik bilan talqin qilinishi kerak?

Manba ishlatgan tenglamalar:

\[ P=V\times I \]

va

\[ P_d=\frac{P}{A} \]

ko‘rinishida. Anod maydoni \(A=0,006\,m^2\) deb berilgan.

Manba maksimal sharoit uchun \(V=550\,mV\), \(I=715\,\mu A\) va \(P_d=65,54\,W/m^2\) deb bildiradi. Ammo 550 mV=0,550 V va 715 µA=0,000715 A tarzida SI konversiyasi qilinganda elektr quvvat taxminan \(3,93\times10^{-4}\,W\), bu qiymat 0,006 m² ga bo‘linganda taxminan 0,0655 W/m² bo‘ladi. Demak, manba hisobotidagi 65,54 W/m² qiymati bilan taxminan 1000 baravar farq mavjud.

Ayni ko‘lam muammosi boshlanishda hisobot qilingan 110 mV, 174 µA va 3,2 W/m² uchligida ham kuzatiladi. Shu sabab Verianla izohida quvvat zichligi qiymatlari “ishda hisobot qilingan” qiymatlar sifatida saqlanishi, taqrizdan o‘tgan yoki tuzatilgan versiyasiz haqiqiy energiya zichligi sifatida qayta ishlatilmasligi kerak.

MnP va LiP fermentlari nimani ko‘rsatdi?

Marganets peroksidaza (MnP) va lignin peroksidaza (LiP) ishda organik ifloslantiruvchi transformatsiyasi bilan bog‘langan hujayradan tashqari oksidoreduktiv fermentlar sifatida o‘rganilgan. P. aeruginosa uchun MnP, B. albus uchun LiP faolligi kuzatilgan.

Faollik 24 soatda MnP uchun 2,28 IU/mL va LiP uchun 3,21 IU/mL bo‘lgan, 72 soatda esa mos ravishda 8,23 va 10,93 IU/mL ga yetgan. Keyingi o‘lchovlarda faolliklar kamaygan va manba buni mavjud substratlarning kamayishi bilan bog‘lagan.

Ferment faolligi va ifloslantiruvchi kamayishi bir xil vaqt oralig‘ida kuzatilishi birgalikda ishlaydigan biokimyoviy jarayonga mos keladi; ammo ish barcha GC-MS birikmalari qaysi fermentning qaysi reaksiyasi bilan transformatsiyalanganini alohida-alohida to‘g‘ridan-to‘g‘ri mexanistik tarzda ko‘rsatmaydi.

Fizik-kimyoviy xususiyatlar qanday o‘zgargan?

Manba ichidagi foiz nomuvofiqligi: 1-jadval bilan xulosa, natija va Bo‘lim 3.5 dagi foizlar to‘liq bir xil emas. Masalan, 1-jadval TOC uchun %97,32 deb yozadi, biroq 4852→90 mg/L xom qiymatlari va xulosa/natija matni taxminan %98,14 ga to‘g‘ri keladi. Xuddi shuningdek, xulosa bo‘limidagi TDS, fosfat, umumiy azot, Cr, Cd va As foizlarining ayrimlari 1-jadvaldagi parametrlar bilan siljigan ko‘rinadi. Shu sabab bu yerda jadval qiymatlari va boshqa matn qiymatlari birlashtirilib “tuzatilgan yagona natijalar to‘plami” yaratilmagan.

Bundan tashqari, manba pH ning 9,25 dan 7,17 gacha o‘zgarishini “%22,5 removal” deb belgilaydi. pH logarifmik o‘lchov bo‘lib, ifloslantiruvchi konsentratsiyasi kabi foizli yo‘qotish bilan talqin qilish fizik jihatdan to‘g‘ridan-to‘g‘ri teng emas. Shu sabab pH uchun eng xavfsiz ma’lumot boshlang‘ich va yakuniy qiymatlarning o‘zidir.

UV-Vis tahlili nimani ko‘rsatadi?

Ishlov berilmagan haqiqiy TIWW ning UV-Vis spektrida 430, 497, 530 va 668 nm atrofida yutilish xususiyatlari ko‘rilgan va tadqiqotchilar ularni mos ravishda methyl red, Congo red, safranin va methylene blue bilan bog‘lagan.

BMFCsC ishlovidan so‘ng ushbu xarakterli yutilish cho‘qqilari yo‘qolgani bildiriladi. Bu holat rang beruvchi xromofor tuzilmalar konsentratsiyasining kamayishi yoki kimyoviy tuzilishlarining transformatsiyasi bilan mos keladi.

FT-IR spektrlari nimani anglatadi?

Ishlov berilmagan namunaning FT-IR spektrida 3427, 2115, 1597, 1408, 1300, 1130, 1047 va 624 cm⁻¹ hududlarida bantlar hisobot qilingan. Tadqiqotchilar ularni aromatik aminlar, azo/azid bilan bog‘liq tuzilmalar, aromatik halqalar, amidlar, sulfonik guruhlar va boshqa funksional bog‘lar bilan bog‘lagan.

Ishlov berilgan namuna spektrida bant intensivliklari va pozitsiyalari o‘zgargan; 3425, 2887, 2076, 1618, 1406, 1339, 1299, 926, 622 va 539 cm⁻¹ atrofida xususiyatlar ko‘rilgan. 3-rasmdagi ikki spektr ishlovdan oldin va keyin kimyoviy funksional guruh profilining sezilarli darajada o‘zgarganini ko‘rsatadi.

FT-IR o‘zgarishi ifloslantiruvchilarning kimyoviy transformatsiyasiga mos keladi; ammo o‘z-o‘zicha har bir boshlang‘ich birikma to‘liq minerallashganini isbotlamaydi.

GC-MS tahlilida qaysi boshlang‘ich birikmalar topilgan?

Ishlov berilmagan haqiqiy TIWW da ish tomonidan aniqlangan asosiy birikmalar orasida diethylbenzylamine, lactic acid va hosilalari, amidinothiophenoxy, phloroglucinol, pentachlorophenol, pentadecanoic acid, tetraphenylporphyrin, phenol 2-4 bis(1,1-dimethylethyle)-phosphite, tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphate va O-(phenylmethyl) oxime mavjud.

Aniqlash GC-MS retention vaqtlari hamda massa spektri parchalanish naqshlarini NIST massa spektral kutubxonasi bilan taqqoslashga asoslanadi.

Ishlovdan keyingi GC-MS nimani ko‘rsatdi?

BMFCsC dan keyingi xromatogrammada boshlang‘ich ko‘plab dominant cho‘qqilar yo‘qolgan yoki sezilarli darajada o‘zgargan va turli retention vaqtlarida yangi signallar kuzatilgan. Ish ularni diacetone TMS derivative, 2-aminobenzoxazole TMS derivative, cyclohexane 1,1-dodecylidenebis[4-methyl-], eicosane 9-cyclohexyl, propanoic acid, pregn-5-en-20-one, O-methyloxime va 2,4-imidazolidinedione kabi mahsulotlar bilan bog‘laydi.

4-rasmda ishlov berilmagan namunada ayniqsa 6,25 daqiqa atrofida juda dominant cho‘qqi mavjud, ishlovdan keyingi xromatogrammaning umumiy intensivligi esa sezilarli darajada kamayib, yangi va kichikroq cho‘qqilar paydo bo‘lgan. Bu natija kimyoviy transformatsiya va parchalanishni qo‘llab-quvvatlaydi.

Biroq GC-MS da yangi organik mahsulotlarning ko‘rinishi tizimda kimyoviy transformatsiya bo‘lganini isbotlaydi; barcha uglerod CO₂ va H₂O gacha to‘liq minerallashganini o‘z-o‘zicha ko‘rsatmaydi. TOC kamayishi kuchli organik uglerod yo‘qotilishini qo‘llab-quvvatlaydi, lekin manbada barcha metabolitlar uchun massa balansi berilmagan.

Fitotoksiklik haqiqatdan kamayganmi?

Bu ma’lumotlar BMFCsC ishlovidan keyin Vigna radiata ga fitotoksik ta’sir juda katta darajada kamayganini ko‘rsatadi. Ayniqsa unib chiqishning %50 dan %100 gacha ko‘tarilishi va nihol rivojlanishining nazorat qiymatiga yaqinlashishi e’tiborga loyiq.

Shu bilan birga, ishlov berilgan namunaning ildiz uzunligi va biomassasi nazoratdan past. Bundan tashqari, manba 1-jadvalning o‘z taqqoslash ustunlarida ishlovdan keyingi BOD, ayrim og‘ir metallar va boshqa ba’zi parametrlar berilgan referens qiymatlardan yuqorida qolganini ko‘rsatadi. Shu sabab bitta o‘simlik turida yetti kunlik unib chiqish testi “qishloq xo‘jaligida qayta foydalanish barcha jihatlari bilan xavfsiz” degan xulosani tasdiqlash uchun yetarli emas.

Ish qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• P. aeruginosa MZ520730 va B. albus MW407057 ishning moslik testida sezilarli antagonizm ko‘rsatmasdan birgalikda konsorsium hosil qilgan.
• Ko‘rib chiqilgan oraliqda BMFCsC uchun eng mos sharoitlar 30±3 °C va pH 7 deb belgilangan.
• Glyukoza va xamirturush ekstrakti mos ravishda eng mos uglerod va azot manbalari sifatida tanlangan.
• BMFCsC bitta shtammli MFC lardan yuqoriroq rang, COD va TOC ni yo‘qotish ko‘rsatgan.
• Rang ko‘rsatkichi 1367 dan 5 gacha, COD 2153 dan 97 mg/L gacha va TOC 4852 dan 90 mg/L gacha kamaygan.
• BMFCsC ning maksimal o‘lchangan kuchlanishi 550 mV va toki 715 µA deb bildirilgan.
• MnP va LiP faolligi tozalash vaqtida oshgan va 72 soatda eng yuqori darajaga yetgan.
• UV-Vis, FT-IR va GC-MS natijalari ishlovdan keyin kimyoviy tarkibda sezilarli o‘zgarishlar ko‘rsatgan.
• Vigna radiata unib chiqishi ishlov berilmagan TIWW da %50 bo‘lsa, ishlov berilgan TIWW da %100 bo‘lgan.

Ish qo‘llab-quvvatlamaydigan yoki tasdiqlanishi kerak natijalar

• Manbada hisobot qilingan 65,54 W/m² maksimal quvvat zichligi ayni ishdagi kuchlanish, tok, maydon va tenglamalar bilan SI birliklarda to‘g‘ridan-to‘g‘ri mos kelmaydi.
• Laboratoriya miqyosidagi MFC natijasi sanoat to‘qimachilik tozalash inshootida xuddi shunday ko‘rsatkich olinishini ko‘rsatmaydi.
• Oqova suv filtr bilan sterilizatsiya qilingani sababli haqiqiy inshoot oqova suvidagi tabiiy mikrobial raqobat va kontaminatsiya sharoitlari to‘liq modellashtirilmagan.
• Ish uzluksiz oqimli pilot reaktor yoki uzoq muddatli sanoat ishlashi tasdig‘ini bermaydi.
• Sof energiya balansi; nasos, inkubatsiya, oziqa qo‘shish va boshqa yordamchi energiya kirishlari bilan birga hisoblanmagan.
• Glyukoza va xamirturush ekstrakti qo‘shilishining haqiqiy inshoot miqyosidagi iqtisodiy xarajati baholanmagan.
• GC-MS va FT-IR o‘zgarishlari barcha ifloslantiruvchilarning to‘liq minerallashuvini o‘z-o‘zicha isbotlamaydi.
• Vigna radiata testi fitotoksiklik kamayganini ko‘rsatadi, ammo qishloq xo‘jaligida qayta foydalanishning barcha xavflarini baholamaydi.
• Manbada ayrim foiz, vaqt va birlik qiymatlari bir-biriga mos kelmagani sababli bu yo‘nalishlarda taqrizli/tuzatilgan versiya talab etiladi.

Ish Usuli va Natijalari

Tajriba guruhlari va takrorlar

Tadqiqotda PA, BA va ular birgalikda hosil qilgan BMFCsC tajribalari bajarilgan. Optimallashtirish tajribalarida inokulum nisbati %10 (v/v) sifatida ishlatilgan. Anod kamerasiga 1,8 L filtr bilan sterilizatsiya qilingan haqiqiy va suyultirilmagan TIWW qo‘yilgan, katod kamerasi fosfat tampon muhit bilan to‘ldirilgan.

Ishning statistika bo‘limi barcha tajribalar uch to‘plamda bajarilganini va natijalar o‘rtacha±standart og‘ish ko‘rinishida berilganini bildiradi. Biroq alohida gipoteza testi, test nomi, p-qiymat yoki α ahamiyat chegarasi berilmagan. Shuning uchun matndagi “significant” iboralari uchun asosiy manbada inferensial statistika jarayoni batafsil ko‘rsatilmagan.

Optimallashtirilgan sharoitlar

Rangni yo‘qotishni hisoblash

Rangni yo‘qotish ADMI 3WL tristimulus filtr usuli bilan kuzatilgan va quyidagi bog‘lanish ishlatilgan:

\[ \text{Renk giderimi (\%)}= \frac{ADMI_{T0}-ADMI_{Tt}}{ADMI_{T0}}\times100 \]

Bu yerda \(T0\) boshlang‘ich, \(Tt\) esa tegishli ishlov vaqtida olingan qiymatni bildiradi.

Manbaning xulosa jumlasi 1367 dan 5 gacha rang o‘zgarishini “mg/L” bilan birga yozsa-da, 1-jadval parametrni “Color (ADMI)” deb beradi. Shu sabab ADMI rang ko‘rsatkichi maqolada mg/L konsentratsiya sifatida qayta yorliqlanmagan.

COD va TOC o‘lchovlari

COD standart ochiq refluks usuli bilan aniqlangan. TOC esa yuqori haroratda kuydirish va dispersiyasiz infraqizil (NDIR) aniqlash usuli bilan o‘lchangan. Organik uglerodning 680–1200 °C da kislorodga boy sharoitlarda CO₂ gacha oksidlanishi va hosil bo‘lgan CO₂ ning NDIR bilan o‘lchanishi asos qilib olingan.

Yo‘qotish foizining asosiy tuzilishi:

\[ \text{Giderim (\%)}= \frac{T_0-T_t}{T_0}\times100 \]

ko‘rinishida ishlatilgan.

Ferment tahlili tafsilotlari

MnP faolligi uchun 1,0 mL supernatant, 1,0 mL phenol red, 1,5 mL pH 7 fosfat tamponi va 0,5 mL magniy sulfat ishlatilgan; reaksiya 0,5 mL 1 mM H₂O₂ bilan boshlangan va 610 nm da kuzatilgan.

LiP faolligi 310 nm da o‘lchangan. Reaksiya aralashmasida pH 3 natriy tartrat tamponi, supernatant, bo‘yoq substrati va H₂O₂ ishlatilgan va 25±2 °C da 20 daqiqa inkubatsiya qilingan.

Bir ferment birligi ish tomonidan tajriba sharoitida daqiqasiga 1,0 µmol substratni mahsulotga aylantirish uchun zarur ferment miqdori sifatida ta’riflangan.

UV-Vis, FT-IR va GC-MS usullari

UV-Vis namunalari sentrifuga qilingan va 0,22 µm membranadan filtrlangan, 300–700 nm oralig‘ida skan qilingan.

FT-IR uchun 25 mL namuna sentrifuga qilingan, supernatant 50 °C da quritilgan, KBr bilan aralashtirilgan va 400–4000 cm⁻¹ oralig‘ida 16 skan bilan o‘lchangan.

GC-MS dan oldin 50 mL TIWW etil asetat bilan 1:1 hajm nisbatida suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasiga uchratilgan; organik faza suvsiz natriy sulfat ustida quritilgan, qoldiq metanolda qayta eritilgan va PE-5MS kapillyar kolonnaga yuborilgan. Geliy oqimi 1,0 mL/daqiqa deb berilgan. Pech 80 °C dan 280 °C gacha 10 °C/daqiqa tezlikda ko‘tarilgan.

Og‘ir metall tahlili

Cr, As, Cd va Zn konsentratsiyalari kislotali hazmdan keyin induktiv bog‘langan plazma massa spektrometriyasi (ICP-MS) bilan aniqlangan.

1-jadvalda ishlovdan keyingi Cr 0,42±0,07 mg/L, Cd 0,27±0,06 mg/L va As 0,75±0,02 mg/L deb berilgan. Manbaning o‘z CPCB/USEPA taqqoslash ustunlarida ushbu qiymatlarning ayrimlari berilgan chegaralardan yuqorida qoladi. Shu sabab “yo‘qotish foizi yuqori” bilan “yakuniy konsentratsiya barcha foydalanish/oqizish mezonlariga mos” iboralari bir-biridan ajratilishi kerak.

Fitotoksiklik usuli

Har bir Petri idishida 10 ta sog‘lom Vigna radiata urug‘i ishlatilgan. Urug‘lar %2 simob xlorid bilan ikki daqiqa sirt sterilizatsiyasidan o‘tkazilgan va so‘ng distillangan suv bilan yaxshilab yuvilgan.

Uch sharoit yaratilgan: vodoprovod suvi nazorati, ishlov berilmagan TIWW va BMFCsC bilan ishlov berilgan TIWW. Urug‘larga kuniga 4 mL tegishli suyuqlik qo‘llangan va 30 °C da yetti kun inkubatsiyadan keyin unib chiqish, ildiz uzunligi, nihol uzunligi va biomassa o‘lchangan.

Manbadagi asosiy raqamli va tahririy nomuvofiqliklar

• Quvvat zichligi: 550 mV, 715 µA, 0,006 m² va manba tenglamalari 65,54 W/m² bilan birlik jihatidan mos kelmaydi; taxminan 1000 baravar farq bor.
• TOC ni yo‘qotish: Xulosa/natija %98,14; 1-jadval %97,32 beradi. 4852→90 mg/L xom qiymatlari taxminan %98,14 bilan mos.
• COD ni yo‘qotish: Asosiy natija %95,49 bo‘lsa, Bo‘lim 3.3.1 da bir marta %95,14 yozilgan.
• Boshqa yo‘qotish foizlari: Xulosa, Bo‘lim 3.5, natija va 1-jadval o‘rtasida TDS, fosfat, umumiy azot, Cr, Cd va As foizlarining ayrimlari boshqa parametrlarga siljigan yoki boshqacha berilgan.
• Tajriba muddati: Matn 7 kundan gapiradi, ayrim ma’lumotlar 72 soatda cho‘qqiga chiqadi, grafiklar esa 192 soatgacha davom etadi.
• Grafik vaqt birligi: 1A-rasmda 24–192 qiymatlari bo‘lgan o‘q “Time (day)” deb yozilgan; ayni seriyaning boshqa panellarida soat ishlatilgan.
• Boshlang‘ich elektr qiymati vaqti: Bo‘lim 3.3.2 da 110 mV/174 µA 12 soatga, natija bo‘limida 24 soatga bog‘langan.
• ADMI birligi: Xulosa rang qiymatini boshqa konsentratsiyalar bilan birga mg/L deb yozadi, 1-jadval esa “Color (ADMI)” ko‘rinishida beradi.
• pH foizi: Jadval pH o‘zgarishini “%22,5 yo‘qotish” sifatida beradi; pH logarifmik shkala bo‘lgani sabab boshlang‘ich/yakuniy pH qiymatlari bevosita talqin qilinishi kerak.

Ishning kuchli tomonlari

• Sintetik bo‘yoq eritmasi o‘rniga haqiqiy va suyultirilmagan to‘qimachilik sanoati oqova suvi ishlatilgani.
• Bitta bakteriyalar bilan ikki shtammdan tashkil topgan konsorsium ayni tajriba doirasida taqqoslangani.
• Harorat, pH, uglerod va azot manbai tizimli ravishda optimallashtirilgani.
• Rang, COD va TOC dan tashqari BOD, TDS, oziq tuzlari va og‘ir metallar tekshirilgani.
• MnP va LiP faolligi vaqt davomida kuzatilgani.
• UV-Vis, FT-IR va GC-MS orqali kimyoviy transformatsiya bir nechta analitik usul bilan o‘rganilgani.
• Vigna radiata orqali ishlovdan oldin va keyin fitotoksiklik taqqoslangani.
• Tajribalar uch to‘plamda bajarilib, ko‘plab natijalar uchun o‘rtacha±standart og‘ish xabar qilingani.

Asosiy cheklovlar

Ish batch rejimida laboratoriya miqyosidagi ikki kamerali MFC dan foydalangan. Uzluksiz oziqlanadigan pilot reaktor, haqiqiy sanoat oqimi, elektrod miqyosini kattalashtirish va uzoq muddatli biofilm barqarorligi baholanmagan.

Oqova suv haqiqiy va suyultirilmagan bo‘lsa-da, filtr sterilizatsiyasidan o‘tkazilgan. Bu tabiiy oqova suv mikrobiotasi va bakteriyalar o‘rtasidagi haqiqiy inshoot miqyosidagi raqobat tajribadan katta darajada chiqarilganini anglatadi.

Optimal ko‘rsatkich glyukoza va xamirturush ekstrakti qo‘shilishi bilan olingan. Ushbu qo‘shimchalarning iqtisodiy xarajati, uglerod izi va katta miqyosli to‘qimachilik tozalash inshootlarida qo‘llanilishi ishda hisoblanmagan.

Elektr ishlab chiqarishning sof energiya balansi bajarilmagan. MFC dan olingan elektr chiqishi bilan inkubatsiya, harorat nazorati, oziqa tayyorlash va boshqa laboratoriya kirishlari taqqoslanmagan.

Manbada quvvat zichligi bo‘yicha jiddiy birlik/hisob-kitob nomuvofiqligi va turli foiz-vaqt hisobot nomuvofiqliklari mavjudligi sababli energiya ko‘rsatkichlarining miqdoriy kattaligi ayniqsa ehtiyotkorlik bilan ko‘rilishi kerak.

Fitotoksiklik faqat Vigna radiata va yetti kunlik erta o‘sish ko‘rsatkichlari bilan baholangan. Surunkali tuproq ta’sirlari, og‘ir metall to‘planishi, oziq-ovqat xavfsizligi, uzoq muddatli o‘simlik rivojlanishi yoki boshqa ekin turlari o‘rganilmagan.

Manba va Usul Haqida Izoh

Tam özgün çalışma adı: Optimization of treatment process for real textile industry wastewater by using a new bacterial microbial fuel cells consortium (BMFCsC) with simultaneous bioelectricity generation

Mualliflar va tartib: Roop Kishor; Sandeep Bharti; Luiz Fernando R. Ferreira; Ram Naresh Bharagava.

Teng hissa/teng birinchi mualliflik: Ko‘rib chiqilgan versiyada bildirilmagan.

Mas’ul muallif: Dr. Ram Naresh Bharagava.

Mas’ul muallif elektron pochta manzillari: bharagavarnbbau11@gmail.com; ramnaresh_dem@bbau.ac.in.

Muassasa 1: Laboratory of Bioremediation and Metagenomics Research (LBMR), Department of Microbiology, Babasaheb Bhimrao Ambedkar University, Vidya Vihar, Raebareli Road, Lucknow-226025, Uttar Pradesh, India.

Muassasa 2: Institute of Technology and Research, Tiradentes University, Campus Farolandia, Aracaju, Brazil.

Manba turi: Haqiqiy to‘qimachilik sanoati oqova suvida bakterial konsorsiumli mikrobial yoqilg‘i xujayrasini o‘rganadigan laboratoriya miqyosidagi tajribaviy tadqiqot preprinti.

Taqriz holati: Ko‘rib chiqilgan ish preprint bo‘lib, taqrizdan o‘tmagan.

Platforma: SSRN / SSRN Electronic Journal.

SSRN qayd raqami: 6927298.

DOI: 10.2139/ssrn.6927298.

Nashr yili: 2026. Bibliografik indekslarda aniq oy/kun bo‘yicha nomuvofiqlik mavjudligi sababli bu yerda yil darajasida berilgan.

Rasmiy havola:SSRN 6927298

Taqrizli versiya tekshiruvi: Ushbu Verianla bahosi tayyorlanayotgan paytda ayni sarlavhaga oid alohida tasdiqlangan taqrizli jurnal versiyasi aniqlanmagan. Asosiy ilmiy mazmun faqat yuklangan SSRN preprint versiyasiga asoslanadi.

Litsenziya: Ko‘rib chiqilgan versiyada ochiq Creative Commons yoki unga teng qayta foydalanish litsenziyasi aniqlanmagan. Shu sabab original grafik va spektrlar aynan qayta nashr etilmagan; ilmiy xabarlari matn va qayta tuzilgan jadvallar orqali tushuntirilgan.

Oqova suv manbai: Rooma, Kanpur, Uttar Pradesh, India dagi Common Effluent Treatment Plant chiqishidan olingan haqiqiy to‘qimachilik sanoati oqova suvi.

Asosiy mikroorganizmlar: Pseudomonas aeruginosa MZ520730 va Bacillus albus MW407057.

Asosiy tajriba modeli: 3000 mL umumiy hajmli, 2000 mL ishchi hajmli, ikki kamerali H-tipli mikrobial yoqilg‘i xujayrasi; %2 NaCl va %10 agar saqlovchi tuz ko‘prigi; grafit/akril qoplangan Cu to‘r elektrodlar.

Optimal sharoitlar: 30±3 °C, pH 7, glyukoza uglerod manbai va xamirturush ekstrakti azot manbai; oziqa manbalari %1 (w/v), inokulum %10 (v/v).

Asosiy tozalash natijasi: Manbaning asosiy natijalarida rang %99,63, COD %95,49 va TOC %98,14 yo‘qotish sifatida hisobot qilingan. Xom yakuniy konsentratsiyalar mos ravishda ADMI 5, COD 97 mg/L va TOC 90 mg/L.

Elektr natijasi: Maksimal kuchlanish 550 mV va tok 715 µA deb hisobot qilingan. Manba 65,54 W/m² maksimal quvvat zichligini ham beradi; ammo manbada ko‘rsatilgan V, I, A va tenglamalar bilan SI birliklarda taxminan 1000 baravar hisob/birlik nomuvofiqligi mavjud. Shu sabab quvvat zichligi qiymati tasdiqlangan muhandislik qiymati sifatida emas, preprintda hisobot qilingan qiymat sifatida baholanishi kerak.

Fermentlar: Eng yuqori MnP faolligi 8,23 IU/mL va LiP faolligi 10,93 IU/mL sifatida taxminan 72 soatda hisobot qilingan.

Analitik tasdiqlash: UV-Vis; FT-IR; GC-MS; ICP-MS; COD, TOC, BOD va boshqa fizik-kimyoviy o‘lchovlar; Vigna radiata fitotoksiklik tajribasi.

Statistik usul: Tajribalar uch to‘plamda bajarilgan va natijalar o‘rtacha±standart og‘ish shaklida berilgani aytilgan. Manbada alohida batafsil inferensial statistika testi, p-qiymat yoki α ahamiyat chegarasi aniqlanmagan.

Manba ichidagi nomuvofiqliklar: Quvvat zichligi birlik hisobi; TOC va ayrim boshqa yo‘qotish foizlari; COD uchun %95,14/%95,49 farqi; 7 kun/72 soat/192 soat vaqt bayoni; 1A-rasm vaqt o‘qi; 110 mV boshlang‘ich qiymatning 12 yoki 24 soat deb turlicha yozilishi; ADMI uchun mg/L qo‘llanishi va pH ning foizli yo‘qotish tarzida ifodalanishi o‘rtasida nomuvofiqliklar bor. Ushbu sohalar jimlik bilan tuzatilmagan.

Fitotoksiklik talqini: Ishlov berilgan TIWW da Vigna radiata unib chiqishi %100 ga yetgan va o‘sish ko‘rsatkichlari ishlov berilmagan TIWW ga nisbatan sezilarli yaxshilangan. Biroq ishlov berilgan namuna ayrim ko‘rsatkichlarda vodoprovod suvi nazoratiga yetmagan va ishning o‘z fizik-kimyoviy jadvalidagi ayrim yakuniy konsentratsiyalar taqqoslash qiymatlaridan yuqorida qolgan. Shu sabab umumiy qishloq xo‘jaligida qayta foydalanish xavfsizligi faqat ushbu tajriba bilan tasdiqlangan deb hisoblanmasligi kerak.

Moliyalashtirish: Science & Engineering Research Board (SERB), Anusandhan National Research Foundation (ANRF), New Delhi, India; Major Research Project, Grant No. EEQ/2021/000402.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mas’ul muallif barcha mualliflar nomidan manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildiradi.

CRediT/muallif hissalari: Ko‘rib chiqilgan versiyada alohida CRediT authorship contribution statement bo‘limi mavjud emas.

Ma’lumot mavjudligi: Ko‘rib chiqilgan versiyada alohida ma’lumot mavjudligi bayonoti aniqlanmagan.

Asosiy ilmiy chegara: Ish batch rejimida, laboratoriya miqyosida, filtr bilan sterilizatsiya qilingan haqiqiy TIWW da va tashqaridan glyukoza/xamirturush ekstrakti qo‘shilib bajarilgan. Pilot miqyos, uzluksiz oqim, haqiqiy inshoot energiya balansi, iqtisodiy fizibilite va uzoq muddatli dala tasdig‘i taqdim etilmagan.

Ilmiy mazmun tamoyili: Ushbu Verianla maqolasidagi tajriba sharoitlari, tozalash natijalari, biologik mexanizm talqinlari, spektral tahlillar, GC-MS topilmalari va fitotoksiklik natijalari faqat ko‘rib chiqilgan 40 sahifalik ishga asoslanadi. Tashqi manbalar faqat DOI, SSRN qaydi, nashr yili/sana indekslari va taqrizli versiya mavjud yoki mavjud emasligini bibliografik tekshirish uchun ishlatilgan.