زیست سالم‌سازی خاک آلوده به هیدروکربن نفتی نرمال- هگزادکان در فاز دوغابی و بررسی پارامترهای مؤثر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

خاک‌های آلوده به آلاینده‌های آلی یکی از معضلات محیط‌زیست‌اند. زیست‌ سالم سازی یک روش ساده و اقتصادی برای تصفیه خاک‌های آلوده به این آلاینده‌هاست. هدف از این تحقیق بررسی زیست تخریب پذیری هگزادکان با یک باکتری جداسازی شده، برای کاهش مقدار کربن خاک رسی آلوده، است. برای این منظور از یک سیستم مدل، شامل خاک رسی کائولن با اندازه مش 100 و نرمال-هگزادکان، به ترتیب به عنوان خاک مدل و منبع آلوده‌کننده معادل با سوخت دیزل، استفاده شده است. خاک آلوده به هگزادکان، به عنوان تنها منبع کربنی باکتری، 20 روز در فاز دوغابی در کشت‌های لرزان (دور 200rpm و دمای C°30) گرمخانه گذاری گردیده است. تجزیه هگزادکان در شرایط مختلف غلظت هگزادکان (10000 و rpm 30000)، نسبت خاک به آب (2/0 و 33/0)، مقدار مایه تلقیح (5 و 10 درصد) و pH اولیه محیط (5/5 و 7) بررسی شد. هگزادکان در فاز خاک، بر مبنای اندازه‌گیری مقدار کل کربن آلی (TOC)، تجزیه شد. در شرایط مختلف، 10 تا 70 درصد کاهش در TOC مشاهده شد که نتایج توانایی بالای این باکتری را در تجزیه زیستی هگزادکان جذب شده در خاک نشان می‌دهند. حضور بیوسورفکتانت‌ها در محیط‌های حاوی مواد آلی می‌تواند موجب افزایش حلالیت این مواد شود، کشش سطحی به‌عنوان معیاری از وجود بیوسورفکتانت نیز در این تحقیق اندازه‌گیری شد و مقادیر 29 تا mN.m-1 60 در شرایط مختلف به‌دست آمدند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Bioremediation of Soil Contaminated with n-Hexadecane in Slurry Phase and Investigation of Effective Parameters

چکیده [English]

Soils contaminated with organic pollutants are nowadays one of the important environmental issues. Bioremediation is a simple, economic method for decontamination of such soils. In this work, biodegradability of hexadecane in slurry phase by an isolated bacterium is investigated in order to reduce the carbon content of a polluted clay soil. A model system was used including Kaolin clay soil of mesh size 100 and n-hexadecane (equivalent to diesel fuel) as the model soil and pollutant, respectively. Polluted soil containing hexadecane as the only carbon source for the bacterium has been incubated in slurry phase for 20 days in shaking cultures (200 rpm and temperature of 30 oC). Hexadecane decomposition at various hexadecane concentrations (10000 and 30000 ppm), soil to water ratios (0.2 and 0.33) amounts of inoculum (5 and 10 %) and initial pH (5.5 and 7) has been investigated. Hexadecane decomposition has been assessed based on measurement of total organic carbon (TOC). 10-70 % reduction in TOC was observed under various conditions indicating the high capability of this bacterium in biodegradability of hexadecane in slurry phase. Since the presence of biosurfactants in media containing organic compounds can increase the solubility of such compounds, surface tension was also measured as a criterion for the presence of biosurfactants. Surface tensions of 29-60 mN.m-1 were measured at various conditions confirming biosurfactant production by this bacterium.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioremediation
  • Contaminated Soil
  • Kaolin
  • N-Hexadecane

[1] Marins Pala D., Carvalho D. & Lippel G. “A sutiable model to describe bioremediation of petroleum-contaminated soil”, International Biodeterioration, Vol. 58, pp. 254-260, 2006.

[2] Mohan S., Ramakrishna M., Shailja S. & Sarma P. “Influence of soil-water ratio on the performance of slurry phase bioreactor treating herbicide contaminanted soil”, Bioresource Technology, Vol. 98, pp. 2584-2589, 2007.

[3] Stroud L., Paton G. & Semple K. “Linking chemical extraction to microbial degradation of 14C-hexadecane in soil”, Environmental Pollution, In Press, 2008.

[4] Tetsuji O. & etal. “Enhancement of biodegradation of oil adsorbed on fine soils”, Chemosphere, Vol. 68, pp. 281–286, 2007.

[5] Anderson R., Rasor E. & Ryn F. “Particle size separation via soil washing to obtain volume reduction”, J. Hazard. Mater. 66, pp. 89–98, 1999, Bhadari A., Dove D.C. & Novak J.T., 1994. “Soil washing and biotreatment of petroleum-contaminated soils.”, J. Environ. Eng., Vol. 120, pp. 1151-1169, 1994.

[6] Okita Y., Ito K., Suzuki S. & Kubo H. “Soil washing as an economical pre-treatment process”, Waste Manage., Vol. 5, pp. 79-86, 1994.

[7] Eweis Juana B., Eragas Sarina J., Chang Daniel P.Y. & Schroeder E.D., Bioremediation principles, McGraw-Hill Companies, pp. 23-27, 1998.

[8] Bhadari A., Dove D.C. & Novak J.T. “Soil washing and biotreatment of petroleum-contaminated soils”, J. Environ. Eng., Vol. 120, pp. 1151–1169, 1994.

[9] Vidali M. “Bioremediation. An overview”, Pure Appl. Chem, Vol. 73, No. 7, pp. 1163-1172, 2001.

[10] Collina E., Bestetti Gennaro G., Franzetti P., Lasagni M., Pitea D. & Gugliers F. “Naphthalene biodegradation kinetics in an aerobic slurry-phase bioreactor”, Environment International, Vol. 31, pp. 167-171, 2005.

[11] Perfumo A. & Banat I.M. “Rhamnolipid production by a novel thermophilic hydrocarbon-degrading Pseudomonas aeruginosa AP02-1”, Applied Microbial and Cell Physiology, Vol. 72, 2005.

[12] Schulte E. “Recommended soil testing procedures for the northeastern united states”, 2nd Ed., Northeastern Regional Publication, No. 493, chapter 8, pp. 52-60, 1995.

[13] Nano G., Borroni A. & Rota R. “Combined slurry and solid-phase bioremediation of diesel contaminated soils”, Journal of Hazardous Materials B100, pp. 79-94, 2003.

[14] Volke-Sepúlveda T., Gutiérrez-Rojas M. & Favela-Torres E. “Biodegradation of high concentrations of hexadecane by Aspergillus niger in a solid-state system: Kinetic analysis”, Bioresource Technology, Vol. 97, Issue. 14, pp. 1583-1591, 2006.

[15] Marins Pala D., Carvalho D. & Lippel G. “Bioremediation of clay soils impacted by petroleum”, Enginharia Termica, Edicao Especial, pp. 29-32, 2002.