بررسی توانایی باکتری‌های بومی خاک جزیره سیری در پاک‌سازی آلودگی‌های نفتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پردیس علوم، دانشکده زیست شناسی، مرکز تحقیقات اکسترموفیل‌ها، دانشگاه تهران، ایران

2 پژوهشکده محیط زیست و بیوتکنولوژی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

آلودگی‌های نفتی همواره به عنوان یک تهدید جدی برای محیط زیست محسوب می‌شوند. پاک‌سازی زیستی خاک‌های آلوده به نفت  به عنوان روشی ارزان و کارآمد از اهمیت فراوانی برخوردار است. هدف از پژوهش حاضر بررسی پاک‌سازی زیستی آلاینده‌های نفتی مختلف در نمونه خاک جزیره سیری جهت اثبات توانایی سویه‌های بومی، برای پاک‌سازی آلودگی‌های نفتی موجود در این جزیره است. به منظور شبیه‌سازی محیط طبیعی، میکروکازم‌هایی از خاک غیر آلوده این جزیره تهیه شد و سپس به طور مصنوعی به  مقادیر مشخصی از ترکیبات نفتی شامل ترکیب آلکان‌ها و پلی‌آروماتیک‌ها (PAH‌) آلوده شدند و پس از افزودن منبع نیتروژن و فسفات و آب، در یک دوره شش ماهه میزان آلاینده‌های باقی مانده و جمعیت باکتری‌های هتروتروف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که بعد از گذشت شش ماه در میکروکازم آلکان، C13 کمترین مقدار و C20 بیش‌ترین مقدار آلکان‌های باقیمانده در محیط را تشکیل می‌دهند و در میکروکازم حاوی PAH نیز میزان تجزیه مستقیما به تعداد حلقه آنها بستگی داشت به‌طوری‌که بعد از گذشت شش ماه مقدار تمامی PAH‌ به غیر از بنزوآلفاپایرن تقریبا به صفر رسید؛ از طرفی منحنی جمعیت باکتری‌های هتروتروف با منحنی کاهش میزان آلاینده‌ها کاملا منطبق است. با توجه به نتایج به دست آمده می‌توان گفت میکرو ارگانیسم‌های بومی خاک جزیره سیری توانایی بالایی در تجزیه هیدروکربن‌های نفتی دارند بنابراین می‌توان با اندیشیدن تمهیداتی جهت تحریک رشد آنان شرایط را برای تجزیه هر چه موثرتر آلاینده‌های نفتی در این جزیره فراهم کرد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Potential of Indigenous Bacteria of Siri Island in Remediation of Petroleum Contaminants

نویسندگان [English]

  • Zahra Khomarbaghi 1
  • Mohammad Ali Amoozegar 1
  • Mahmoud Shavandi 2
  • Seyed Mohammad Mehdi Dastgheib 2
  • Hassan Tirandaz 2
1 Extremophiles Laboratory, Department of Microbiology, Faculty of Biology and Center of Excellence in Phylogeny of Living Organisms, College of Science, University of Tehran, Iran
2 Biotechnology and Microbiology Research Group, Research Institute of Petroleum Industry, RIPI, Tehran, Iran
چکیده [English]

Regarding that Iran is one of the prominent countries possessing enormous oil resources of the world, the decontamination of oil-polluted soils by a cost-effective and beneficial method such as bioremediation is of great importance. Siri Island is one of the oil producing islands of Iran that has been contaminated by oil sludge during 1980’s. Therefore, studying the role of indigenous microorganisms in the bioremediation of contaminants is very important. In this study, by the aim of the simulation of natural environment, some microcosms were prepared from clean soil of the island and they were then contaminated artificially with defined amounts of oil compounds including alkanes mix and PAH’s blend; after the addition of nitrogen and phosphate sources and water, in a six-month study period, two factors were examined: contaminants degradation rate and heterotrophic bacterial count. The results indicated that after a six-month treatment period, in alkane microcosm, C13 had the lowest remaining amount and C20 was the highest. In PHA microcosm, the biodegradation rate was directly correlated with the number of the ring of the PAH molecule, and at the end of the experiment, all types of PAH’s (except five rings molecule of Benzo(α)pyren) were completely degraded. These results completely coincided with the increase of heterotrophic bacterial count. From these results, we can conclude that indigenous bacteria of Siri Island have a high potential for the biodegradation of oil hydrocarbons. Therefore, by developing new methods for stimulating their growth, we can prepare the conditions for the effective biodegradation of the contaminants of the island.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioremediation
  • Siri Island
  • Alkanes
  • Poly Aromatic Hydrocarbons (PAH)
  • Crude Oil

 

[1]. Cappello S., Yakimov M. M. and Timmis K. N., “Handbook of hydrocarbon and lipid microbiology,” Springer-Verlag., pp. 1737-1748, 2010.##

[2]. دستغیب س. م. م.، پایان‌نامه، بررسی تجزیه‌ی هیدروکربن‌های نفتی در شرایط شور توسط باکتر‌ی‌های هالوفیل یا هالوتالرنت، دانشکده علوم، دانشگاه تهران 1390.##

[3]. Balba M. T., Al-Awadhi., and Al-Daher N. R., “Bioremediation of oil-contaminated soil: microbiological methods for feasibility assessment and field evaluation,” Journal of Microbiological Methods., Vol. 32, pp.155–164, 1998.##

[4]. Fritsche W. and Hofrichter M., “Principles of bacterial degradation, Biotechnology: Environmental processes,” Vol. 11b, Second Edition, 2000.##

[5]. Haritash A. K. and Kaushik C. P., “Biodegradation aspects of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs): a review,” Journal of Hazardous Materials., Vol. 169, No. 1, pp. 1-15, 2009.##

[6]. Rahman K. S. M., Rahman T. J., Kourkoutas Y., Petsas I., Marchant R., and  Banat I. M., “Enhanced bioremediation of n-alkane in petroleum sludge using bacterial consortium amended with rhamnolipid and micronutrients,” Bioresource Technology., Vol. 90, No. 2, pp. 159-168, 2003.##

[7]. ChaIneau C. H., Morel J. L., and Oudot J., “Microbial degradation in soil microcosms of fuel oil hydrocarbons from drilling cuttings,” Environmental Science & Technology, Vol. 29, No. 6, pp. 1615-1621, 1995.##

[8]. Carter Martin R., ed. “Soil sampling and methods of analysis,” CRC Press, 1993.##

[9]. Margesin R. and Franz S., “Manual for soil analysis- monitoring and assessing soil bioremediation. soil biology,” Springer Verlag, Vol. 359, 2005.##

[10]. US EPA, Method 550, “Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in drinking water by liquid extraction and HPLC with coupled ultraviolet and fluorescence detection,” USA, 1990.##

[11]. Sutton S., “The most probable number method and Its uses in enumeration, qualification, and validation,”Journal of Validation Technology, Vol. 16, No. 3, 2010.##

[12]. Margesin R., Moertelmaier C., and Mair J., “Low-temperature biodegradation of petroleum hydrocarbons (n-alkanes,phenol, anthracene, pyrene) by four actinobacterial strains,” International Biodeterioration and Biodegradation, Vol. 84, pp. 185-191, 2012.##

[13]. Moon H. S., Kahng H. Y., Kim J. Y., Kukor J. J., and Nam K., “Determination of biodegradation potential by two culture-independent methods in PAH-contaminated soils,” Environmental Pollution, Vol. 140, pp. 536-545, 2006.##

[14]. “National Toxicological Program (NTP),” Tenth Report on Carcinogens. Report of the NTP on Carcinogens. National Academy Press, 2002.##

[15]. Cerniglia C. E., “Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons,” Biodegradation, Vol. 3, No. 2, pp. 351-368, 1992.##

[16]. Solano-Serena F., Marchal R., Ropars M., Lebeault J., and Vandecasteele J., “Biodegradation of gasoline: kinetics, mass balance, and fate of individual compound,” Journal of Applied Microbiology, Vol. 86, pp.1008-1016, 1999.##

[17]. Morales M., Velazquez E., Jan J., Revah S., Gonzalez U, and Razo-Flores E., “Methyl tert-butyl ether bio degradation by microbial consortia obtained from soil samples of gasoline-polluted sites in Mexico,” Biotechnology Letters, Vol. 26, pp. 269–275, 2004.##

[18]. Chikere C. B., Surridge K., Okpokwasili G. C., and Cloete T. E., “Dynamics of indigenous bacterial communities associated with crude oil degradation in soil microcosms during nutrient-enhanced bioremediation,” Waste Management & Research, Vol. 30, No. 3, pp. 225-236, 2012.##

[19]. Silva Í. S., Santos E. D. C. D., Menezes C. R. D., Faria A. F. D., Franciscon E., Grossman M., and Durrant L. R., “Bioremediation of a polyaromatic hydrocarbon contaminated soil by native soil microbiota and bioaugmentation with isolated microbial consortia,” Bioresource Technology, Vol. 100, No. 20, pp. 4669-4675, 2009.##

[20]. Jacques R. J., Okeke B. C., Bento F. M., Teixeira A. S., Peralba M. C., and Camargo F. A., “Icrobial consortium bioaugmentation of a polycyclic aromatic hydrocarbons contaminated soil,” Bioresource Technology, Vol. 99, No. 7, pp. 2637-2643, 2008.##

[21]. Tyagi M., da Fonseca M. M. R., and de Carvalho C. C., “Bioaugmentation and biostimulation strategies to improve the effectiveness of bioremediation processes,” Biodegradation, Vol. 22, No. 2, pp. 231-241, 2011.##