پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 44 |
| تعداد شمارهها | 1,877 |
| تعداد مقالات | 15,278 |
| تعداد مشاهده مقاله | 43,731,057 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 17,563,122 |
جداسازی و شناسایی باکتریهای تجزیه کننده پسماند نفت از مخزن بهرهبرداری شماره 9 مسجد سلیمان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| زیست شناسی میکروبی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقاله 3، دوره 3، شماره 10، تیر 1393، صفحه 13-26 اصل مقاله (938.15 K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| یلدا شینی1؛ حسین معتمدی* 2؛ احمدعلی پوربابایی3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قم، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2دانشیار گروه میکروبیولوژی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3استادیار گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قم، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقدمه : زیست پالایی یکی از روشهای موثر برای حذف آلایندههای نفتی است. هدف از مطالعه حاضر جداسازی باکتریهای بومی پسماند نفت مخزن بهره بردای شماره 9 مسجدسلیمان و بررسی تأثیر استفاده از آنها در کاهش ترکیبات سنگین نفت و تبدیل آنها به ترکیبات سبک است . مواد و روشها: به منظور تکثیر باکتریهای موجود در پسماند نفت، 2درصد پسماند نفتی به محیط پایه معدنی تلقیح و پس از گرماگذاری و رشد، جهت سنجش تجزیه پسماند به میزان 5 درصد به محیط حاوی مخلوط پسماند و نفت تلقیح شد. سپس، در زمان های مختلف میزان هیدروکربنهای باقیمانده نفت اندازهگیری شدند. شناسایی باکتریها با استفاده از آزمونهای بیوشیمیایی و تعیین توالی ژن 16S rRNA انجام شد. منحنی رشد جدایههای منتخب رسم و بهینهسازی منابع نیتروژن و فسفات برای آنها انجام شد. از کروماتوگرافی گازی برای تعیین میزان تجزیه هیدروکربنهای پسماند استفاده شد . نتایج: در این تحقیق 10 جدایه باکتریایی از پسماند نفت جداسازی شد. اندازهگیری هیدروکربنهای کلی نفت با روش Soxhlet - extraction نشان داد که دو جدایه MIS1 و MIS2 تجزیهکنندگی نفت را در طی 7 روز، به ترتیب با بازدهی 62 و 72 درصد انجام میدهند. بهعلاوه این دو جدایه به ترتیب در ساعت 48 و120 به انتهای فاز لگاریتمی میرسند. بهترین منبع نیتروژن و فسفات برای هر دو جدایه نیز، به ترتیب نیترات آمونیوم و پتاسیم دی هیدروژن فسفات بود. این جدایهها در آزمونهای تشخیصی به ترتیب Arthrobacteraurescens و Pseudomonasaeruginosa تشخیص داده شدند. تحلیل کروماتوگرافی گازی جدایهها نشان داد سودوموناس بیشترین میزان تجزیه ترکیبات سنگین و تبدیل آنها به ترکیبات سبک را انجام میدهد . بحث و نتیجهگیری: باکتریهای ساکن پسماند نفت قادر به استفاده ار هیدروکربنهای موجود در پسماند به عنوان منبع کربن و انرژی هستند و با متابولیزه کردن این ترکیبات، موجب کاهش آنها در محیط زیست از طریق شکستن آنها و تبدیل به ترکیبات سبک و یا فرار میشوند . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| زیست پالایی؛ پسماند نفتی؛ هیدروکربنهای کلی نفت؛ کروماتوگرافی گازی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
مقدمه ذرات جامد موجود در نفت خام استخراج شده که در مخازن نفتی ذخیره میشوند به همراه واکس، آب و امولسیونهای نفتی، مواد چسبناک لجنی را در کف مخازن پدید میآورند که همواره مشکل ساز بوده و در ضمن کاهش ظرفیت مخازن مشکلات خوردگی را نیز در نقاط مختلف مخزن[1] به دنبال دارند. این امر موجب میشود تا دردورههای مناسب نسبت به پاکسازی مخازن و خارج ساختن لجنهای مذکور اقدام کنند. ویژگی لجنها در مخازن یکسان نبوده و تفاوتهای چشمگیری در بین این لجنها وجود دارد(1). در پالایشگاههای نفت در سراسر دنیا در بخشهای ذخیره فرآوری و انتقال نفت، همواره مقدار زیادی پسماند تولید میشود. برای مثال در پالایشگاههای نفت در کشور هندوستان تقریبا سالیانه 28 هزار تن پسماند که مخلوطی از پسماند هیدروکربنی مضر است تولید میشود. تیمار یا از بین بردن این پسماندهای نفتی موضوع مهمی است که صنایع نفتی با آن روبه رو هستند. این پسماندهای نفتی اثرات مخرب و زیانباری را در محیط زیست بر جای میگذارند. انهدام نامناسب پسماند نفتی باعث آلودگی محیط زیست بهویژه آلودگی خاک می شود و برای آبها نیز تهدیدی جدی به حساب می آید. همچنین پسماند نفتی محتوی چندین ترکیب سمی هیدروکربنی است که خاصیت سرطانزایی و خاصیت سمیت قوی برای سیستم ایمنی دارند(2). پالایشگاههای نفت در سراسر جهان از فن آوریهای مختلفی از جمله روشهای تیمار زیستی، شیمیایی و فیزیکی برای مدیریت این پسماندها که طی فرآیند پالایش و ذخیره نفت تولید میشوند استفاده میکنند. در میان انواع روشهای موجود برای خنثی کردن اثرات مضر این ترکیبات در جایگاههای آلوده، اصلاح زیستی با استفاده از میکروارگانیسمهای ساکن در محلهای آلوده یکی از پرکاربردترین روشهاست(3). این باکتریها در منابع مختلفی از جمله آب، فاضلاب، خاکهای آلوده به نفت، پسماند نفتی و غیره وجود دارند و با استفاده از مکانیسمهای مختلفی باعث تجزیه نفت میشوند از جمله با تولید گازهایی مانند: هیدروژن، نیتروژن، متان و دی اکسید کربن که ویسکوزیته نفت را کاهش میدهند و ویژگیهای جریان نفت را بهبود میبخشند؛ تولید اسیدها (اسیدهای با وزن مولکولی پایین)، تولید حلالهایی مانند الکلها و کتونهایی که کمک سورفاکتانتهای شاخص هستند؛ تولید بیوسورفاکتانتها که کشش بین سطحی آب/ سنگ و نفت را کاهش میدهند(4). مهمترین عواملی که در تجزیه زیستی مؤثرند، نوع ترکیبات نفتی و میزان هواخوردگی آنهاست. هواخوردن باعث افزایش تبخیر اغلب ترکیبات نفتی که خاصیت سمی دارند میشود. علاوه بر منبع کربن لازم است منابع دیگری بخصوص نیتروژن و فسفر در محیط فراهم شوند تا تجزیه ترکیبات هیدروکربنی نفت را تحریک کند(1). هدف از این تحقیق حاضر، بررسی حضور باکتریهایی است که قادر به تجزیه هیدروکربنهای موجود در پسماند نفت موجود در مخزن بهرهبرداری نفت شماره 9 بی بیان، به منظور استفاده از آنها در فرآیند زیست پالایی پسماند نفتی است.
مواد و روشها نمونهگیری نمونه گیری از پسماند نفتی که در کف مخزن ذخیره نفت واحد بهرهبرداری شماره 9 منطقه بی بیان شهرستان مسجد سلیمان، تهنشین شده بود، هنگام لایه روبی مخزن، توسط واحد عملیات شرکت نفت مسجد سلیمان انجام شد. نمونه پسماند مخزن بهرهبرداری نفت، درون ظروف شیشه ای در پیچ دار استریل ریخته شد و سریع به آزمایشگاه میکروبیولوژی منتقل شد. به منظور هوادهی مناسب درب آنها به شکل نیمه باز گذاشته شد. غنیسازی و جداسازی باکتریهای ساکن پسماند به این منظور از یک محیط پایه معدنی حاوی (8/0)K2HPO4، (2/0)KH2PO4، (05/0)CaSO4.2H2O، (5/0)MgSO4.H2O، (09/0)FeSO4.7H2O، (1)(NH4)2SO4 (گرم در لیتر)که تنها منبع کربن و انرژی آن 2 درصد پسماند نفت استریل بود، ساخته شد. 1 گرم از پسماند نفتی به عنوان تلقیح باکتریایی وارد شد و ارلنها به مدت 7 روز در شیکر انکوباتور با دمای 2±28 درجه سانتیگراد و دور rpm 180 گرماگذاری شدند. پس از این مدت 100 میکرولیتر از محیط کشت مایع به محیط کشت پایه معدنی حاوی پسماند و آگار (5/1 درصد) تلقیح و کشت خطی از آن تهیه شد. محیطها به مدت 7 روز در انکوباتور 2±28 درجه سانتیگراد گرماگذاری و پس از خالصسازی در نوترینت آگار نگه داری شدند(5). غربالگری باکتریهای تجزیه کننده پسماند نفت از یک رآکتور زیستی 500 میلیلیتری متحرک برای تشخیص میزان توانایی باکتریهای خالص شده در تجزیه پسماند نفتی استفاده شد. برای این منظور، پسماند نفت با شنهای شسته شده و استریلیزه رودخانه مخلوط شد تا غلظت 5 درصد (w/w) از پسماند نفتی ایجاد شود. نمونهها با توجه به اندازه گیری محتوای کربن موجود در پسماند نفتی با روش ASTM-D189، برای ایجاد نسبت کربن: نیتروژن: فسفر 100: 5 : 1 با اوره و یا نیترات آمونیوم غنی شدند. یک نمونه تلقیح نشده هم بهعنوان شاهد انتخاب شد. ارلنها برای مدت 7 روز و در شیکرانکوباتور در دمای (2 28) درجه سانتیگراد و دور rpm 180 گرماگذاری شدند. در این صورت بررسی تجزیه پسماند نفتی به شکل چشمی هم امکانپذیر است. اندازه گیری مقدار هیدروکربنهای کلی نفت (TPH)[2] اندازه گیری مقدار هیدروکربنهای کلی نفت TPH با استفاده از روش Soxhlet-extraction و به شکل وزنی تعیین شد. مقدار 25/6 گرم از پسماند نفتی برای استخراج هیدروکربنهای کلی نفتدرون یک انگشتانه ریخته شد. عصاره گیری از پسماند نفتی با استفاده از حلال دیکلرومتان انجام شد. عصاره تهیه شده در دمای اتاق توسط تبخیر حلال در یک هود بخار خشک شد و سپس، مقدار هیدروکربنهای کلی پسماند به شکل وزنی تعیین شد(6 و 7). اندازه گیری مقدار TPH باقیمانده پس از انجام تیمار پسماند نفتی با باکتریهای جداسازی شده در محیط سنجش میزان تجزیه کنندگی نفت، پسماندهای باقیمانده موجود در محیط جمع آوری و مقدار هیدروکربنهای باقیمانده در آن با روش بالا اندازه گیری شد. پس از انجام این آزمایش، دو جدایه باکتریایی به نامهای MIS1 و MIS2 برای شناسایی بیشتر و انجام آزمایشهای تکمیلی انتخاب شد(6).
بررسی تجزیه زیستی ترکیبات اشباع شده موجود در پسماند نفتی بررسی تجزیه زیستی ترکیبات اشباع موجود در پسماند نفتی با استفاده از کروماتوگرافی گازی[3] در محدوده دمایی 35 تا 220 درجه سانتیگراد و به مدت 300 دقیقه انجام شد. به این منظور از ستون CPSil5CB60 متری استفاده شد. به این شکل که ابتدا 5 دقیقه در 35 درجه سانتیگراد ماند، سپس، 1درجه، 1 درجه به دمای 60 درجه سانتیگراد رسید. 20 دقیقه در دمای 60 درجه ماند و سپس 2 درجه، 2 درجه به دمای 220 درجه رسید و در نهایت 200 دقیقه در دمای 220 درجه سانتیگراد ماند. مقدار یک میکرولیتر از محلولهای باقی مانده تیمار شده با باکتری به منظور مشخص شدن نوع ترکیبات اشباع و آروماتیک موجود، به دستگاه کروماتوگرافی گازی تزریق شد. همچنین، مقداری از مایع رویی پسماند نفتی نیز با حلال نرمال هپتان مخلوط شد و آسفالتن و رزین آن جداسازی شد. مقداری از مایع باقیمانده به منظور مشخص شدن نوع ترکیبات اشباع موجود در پسماند نفتی به دستگاه کروماتوگرافیگازی تزریق شد. نمودارهای به دست آمده از دستگاه کروماتوگرافی گازی با همدیگر مقایسه شدند. رسم منحنی رشد جدایههای MIS1 و MIS2 در محیط پایه معدنی رسم منحنی رشد با روش رقتسازی متوالی در بافر فسفات و شمارش کلونی در تریپتیکاز سویآگار[4]، هر 12 ساعت و به مدت 7 روز انجام شد. به منظور رسم منحنی رشد، باکتری در ارلنهای 250 میلی لیتری حاوی 100 میلی لیتر محیط Bushnel-Haas، (2/0)MgSO4.7H2O، (002/0)CaCl2.2H2O، (1) KH2PO4، (1) K2HPO4، (1) NH4NO3و بهینهسازی منابع نیتروژن و فسفات به منظور بهینهسازی منبع نیتروژن و فسفات، جدایههای MIS1و MIS2 در فلاسکهای 250 میلیلیتری حاوی 100 میلی لیتر محیطBushnel-Haas با منابع نیتروژن مختلف شامل: (1)NaNO3، (1)NH4NO3 و (75/0) (NH2)2CO (گرم در لیتر)برحسب اکیوالان نیتروژن در NH4NO3 (کنترل) کشت داده شدند. همچنین، برای فسفات نیز در ارلنهای 250 میلیلیتری حاوی 100 میلیلیتر محیط Bushnel-Haas با منابع فسفات مختلف شامل(گرم در لیتر) (1)KH2PO4، شناسایی و تعیین توالی 16S rRNA دو جدایه برتر MIS1 و MIS2 شناسایی دو جدایه MIS1 وMIS2 از طریق تستهای تشخیصی بیوشیمیایی و تعیین توالی ژن 16S rRNA انجام شد. به منظور استخراج ژنوم دو جدایهMIS1 وMIS2 از کیت استخراج ژنوم شرکت تکاپوزیست استفاده شد. برای اطمینان از استخراج و بررسی کیفیت ژنوم استخراج شده، 5 میکرولیتر از محلول حاوی ژنوم بر روی ژل آگاروز یک درصد با ولتاژ 90 ولت و به مدت 50 دقیقه الکتروفورز شد. برای انجام واکنش زنجیره ای پلیمراز[5] از پرایمرهای عمومی (توالی پرایمر) Fd1 و (توالی پرایمر) Rp1 که قابلیت تکثیر ژنوم در ناحیه ژن 16S rRNA را داشتند استفاده شد.
جدول 1- پرایمرهای انتخاب شده برای انجام واکنش زنجیره ای پلیمراز
با در نظر گرفتن تعداد نمونه و حجم مورد نیاز (25 میکرولیتر) با استفاده از ترکیبات واکنش زنجیره ای پلیمراز شامل dNTPs، MgCl2، پرایمرها، بافر و آب مقطر استریل، مخلوط اصلی واکنش زنجیرهای پلیمراز تهیه شد. واکنش PCR در برنامه دمایی شامل دناتوراسیون اولیه (94 درجه سانتیگراد، 5 دقیقه،) 30 سیکل شامل دناتوراسیون ( 94 درجه سانتیگراد، 60 ثانیه)، اتصال پرایمر ها (62 درجه سانتیگراد 40 ثانیه) و سنتز (72 درجه سانتیگراد، 150 ثانیه) و در نهایت یک مرحله طویل سازی انتهایی(72 درجه سانتیگراد، 20 دقیقه) انجام شد. محصول PCR در ژل آگاروز 1درصد حاوی اتیدیوم بروماید (50 میکروگرم در میلی لیتر) و در کنار نشانگر 1 کیلوباز الکتروفورز شد. با مشاهده تک باند مشخص قرار گرفته در ناحیه 1500 جفت بازی، محصول واکنش زنجیره ای پلیمراز به شرکت ماکروژن کره جنوبی ارسال شد. نتایج مربوط به تعیین توالی با استفاده از نرم افزار بیوادیت[6]مرتب شده و توسط برنامه بلاست[7]موجود در پایگاه اینترنتی مرکز ملی اطلاعات بیوتکنولوژی[8] بررسی شد. نتایج با استفاده از تیمار نمونه پسماند نفت در محیط پایه معدنی که تنها منبع کربن و انرژی آن پسماند نفتی بود، سپس، تلقیح آن به پلیتهای نفت- آگار، 10جدایه باکتریایی از پسماند نفت جداسازی شد. در محیط سنجش میزان تجزیه کنندگی پسماند نفت، تجزیه باکتریها به شکل چشمی دیده شد. پسماند نفت به شکل تکههای ریز شناوری که توانایی اتصال به یکدیگر را نداشتند بر روی سطح محیط دیده شد(شکل 1)؛ در حالی که در محیط شاهد هیچ گونه تجزیه کنندگی پسماند دیده نشد. مقدار کربن موجود در پسماند نفتی به شکل درصد جرمی با استفاده از روش ASTM-D189 برابر 4/83 درصد محاسبه شد. اندازهگیری مقدار هیدروکربنهای کلی موجود در پسماند نفتی با روش
شکل1- الف: نمونه شاهد؛ ب: نمونه پسماند تیمار شده با باکتری
جدول 2- مقدار هیدروکربنهای کلی نفت باقیمانده و درصد میزان تجزیه کنندگی پسماند نفت
تزریق یک میکرولیتر از مایع رویی پسماند بهدست آمده از استخراج هیدروکربنهای نفتی موجود در پسماند نفتی، وجود انواع ترکیبات اشباع شده از 7 تا 20 کربن را نشان داد. شکل2 و 3 نتیجه حاصل از کروماتوگرافی گازی پسماند نفتی را نشان میدهند. شکل 2 منحنی ترکیبات اشباع و شکل 3 ترکیبات آروماتیک را نشان میدهد. همان گونه که در این دو کروماتوگرام مشاهده میشود، ترکیبات سنگین در این منحنی با فاصله گرفتن از خط پایه خود را نشان داده است. تزریق یک میکرولیتر از مایع رویی پسماند حاصل از تیمار جدایههای MIS1 و MIS2 که حاوی هیدروکربنهای برداشت شده توسط این باکتریها بود، در کروماتوگرافی گازی نشان داد که تمامی ترکیبات آلکان در مایع رویی جدایه MIS1 و MIS2 وجود دارند. این کروماتوگرامها نشان میدهند که میزان ترکیبات سنگین کاهش یافته و منحنی افزایش ترکیبات سبک را نشان میدهد.
شکل2- کروماتوگرافی گازی ترکیبات اشباع در پسماند نفتی
شکل 3- کروماتوگرافی گازی ترکیبات آروماتیک در پسماند نفتی
شکل 4- کروماتوگرافی گازی ترکیبات اشباع مایع رویی پسماند باقی مانده حاصل از تیمار جدایه MIS1
شکل 5- کروماتوگرافی گازی ترکیبات آروماتیک مایع رویی پسماند باقیمانده حاصل از تیمار جدایه MIS1
شکل 6- کروماتوگرافی گازی ترکیبات اشباع مایع رویی پسماند باقی مانده حاصل از تیمار جدایه MIS2
شکل 7- کروماتوگرافی گازی ترکیبات آروماتیک مایع رویی پسماند باقی مانده حاصل از تیمار جدایه MIS2
در واکنش زنجیره ای پلیمراز برای دو سویه MIS1 و MIS2 تکثیر قطعه 16SrRNA با موفقیت همراه بود و قطعه 1500 جفت بازی در الکتروفورز مشاهده شد(شکل 8). براساس نتایج به دست آمده از مقایسه توالی ژن16SrRNA، 2 سویه با اطلاعات موجود در پایگاه اینترنتی مرکز ملی اطلاعات بیوتکنولوژی، مشخص شد که سویه MIS1،
شکل 8- الکتروفورز محصول واکنش زنجیره ای پلیمراز برای جدایههای MIS1 و MIS2 M: شاخص[ix] 1 کیلو بازی، 1: فرآورده واکنش زنجیره ای پلیمراز حاصل از جدایه MIS1، 2: فرآورده واکنش زنجیره ای پلیمراز حاصل از جدایه MIS2
همانگونه که از نتایج جدول مشخص میشود جدایه MIS1 یک باکتری میله ای گرم مثبت هوازی، کاتالاز مثبت و اکسیداز منفی است که با توجه به سایر ویژگیها رسم منحنی این دو جدایه در محیط پایه معدنی و با روش رقتسازی متوالی انجام شد. همانطور که مشاهده میشود(شکل 9)، جدایه MIS1 پس از گذشت 24 ساعت برای نخستین بار به بیشترین میزان رشد خود میرسد و سپس، در ساعت 48 وارد فاز مرگ میشود و دوباره شروع به رشد میکند. جدایه MIS2(شکل 10) رشد بسیار سریعی در طی 7 روز دارد و در محیط پایه معدنی پس از 84 ساعت به حداکثر رشد خود میرسد و سپس رفته رفته در ساعت 120 به حداقل رشد رسیده و دوباره شروع به رشد با سرعت بالا میکند. به همین ترتیب در طی 7 روز انکوباسیون چندین مرحله رشد لگاریتمی و سپس فاز مرگ برای هر دو باکتری وجود دارد. جدول3- نتایج ویژگیهای ریختشناسی و آزمونهای بیوشیمیایی دو جدایه تجزیه کننده پسماند نفت
شکل9- منحنی رشد جدایه MIS1
شکل10- منحنی رشد جدایه MIS2
همانگونه که از شکل11 ملاحظه میشود بهترین منبع نیتروژن برای رشد جدایهMIS1، نیترات آمونیوم است. در حالی که اوره و نیترات سدیم تأثیر کمتری در رشد این جدایه در محیط پایه معدنی مربوطه داشتند. همچنین، بر طبق این شکل، بهترین منبع نیتروژن برای رشد جدایه MIS2 هم، نیتراتآمونیوم بود، در حالی که اوره و نیترات سدیم میزان رشد کمی را در محیط پایه معدنی موجب میشوند.
شکل11- نمودار مقایسه ای بهینه سازی منبع نیتروژن
همچنین، بهترین منبع فسفات برای رشد جدایهMIS1، پتاسیم دی هیدروژن فسفات است. در حالی که سدیم دی هیدروژن فسفات تأثیر کمتری در رشد این جدایه در محیط پایه معدنی مربوطه داشتند. همچنین، بر طبق شکل 12 بهترین منبع فسفات برای رشد جدایه MIS2، نیز پتاسیم دی هیدروژن فسفات بوده در حالی که سدیم دی هیدروژن فسفات میزان رشد کمی را در محیط پایه معدنی موجب میشوند.
شکل12- نمودار مقایسه ای بهینه سازی منبع فسفات بحث و نتیجهگیری در میان انواع روشهای موجود برای کاهش اثرات مضر ترکیبات نفت در جایگاههای آلوده، اصلاح زیستی با استفاده از میکروارگانیسمهای ساکن در این محلهای آلوده یکی از پرکاربردترین روشهاست. با کمک این روشهای اصلاح زیستی تهدید برای آبهای جاری کاهش و میزان تجزیه زیستی افزایش مییابد(9، 10). علاوه بر این چون در این پسماندهای نفتی مقدار زیادی نفت باقی میماند و این کار هم از لحاظ اقتصادی و هم از لحاظ زیست محیطی دارای مزیت است، با استفاده از باکتریهای تجزیهکننده پسماند نفت میتوان این آلودگی را بدون هزینههای زیاد کنترل کرد(11). ژوزف و همکاران[x] در طی تحقیقی مشابه در مورد اصلاح زیستی پسماندهای نفتی و جداسازی نفت از پسماندهای نفتی، جداسازی باکتری را از خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی و با روشی مشابه انجام دادند و تنها موفق به جداسازی سویههای مختلف جنس باسیلوس شدند(5). در یک بررسی که توسط هلمی و همکاران[xi] در مورد اصلاح زیستی پسماند نفتی و تجزیه زیستی پسماندهای نفتی انجام شد جداسازی باکتری انجام نشد اما از باکتریAzotobactervinelandii AV 01 برای جداسازی نفت صورت از پسماند نفتی و از کنسرسیوم میکروبی حاویBacillus cereus BL01، Pseudomonas stuzeri BL02 و Bacillus sp. BL04 به منظور تجزیه زیستی پسماندهای نفتی استفاده شد(11). آیوتامونو و همکاران[xii] یک بررسی در مورد اصلاح زیستی پسماندهای نفتی انجام دادند. در این بررسی گونههای سودوموناس و باسیلوس از پسماندهای نفتی جداسازی شد و به مخلوط پسماند نفتی و خاک کشاورزی که با نسبت 6 به 1 با هم مخلوط شده بودند به منظور اصلاح زیستی تلقیح شد. میزان کاهش هیدروکربنهای کلی نفت پسماند نفتی پس از 2 هفته انجام اصلاح زیستی بین 40 تا 52 درصد و پس از 6 هفته بین 63 تا 84 درصد بود(4). در این پژوهش، به منظور غربالگری باکتریهای تجزیه کننده پسماند نفت از محیطهای سنجش میزان تجزیهکنندگی نفت حاوی پسماند نفتی، شنهای شسته شده و استریل رودخانه و محیط پایه معدنی استفاده شد. پسماند نفتی باغلظت 5 درصد به این محیطها افزوده شد و شنهای رودخانه به منظور ایجاد حالت سایش و کمک به تجزیه کنندگی پسماند نفت بررسی شد. در این آزمون پس از 7 روز تیمار درون این محیطها برداشت نفت به شکل چشمی دیده شد. اندازهگیری مقدار کربنهای کلی باقیمانده درصد برداشت نفت متفاوتی را برای باکتریهای مختلف نشان داد یکی از باکتریها جداسازی شده از پسماند نفتی 72 درصد برداشت نفت را نشان داد و دارای بالاترین تجزیه کنندگی پسماند نفت بود. ژوزف و همکاران طی تحقیقی مشابه با استفاده از همین روش به غربالگری باکتریهای تجزیه کننده نفت پرداختند. در این تحقیق برای تجزیه کنندگی نفت از همین محیطهای سنجش تجزیه کنندگی نفت استفاده شد و پسماند نفتی با غلظتهای 5/2، 5، 10، 20، 40 و 80 درصد به این محیطها اضافه شد. در اینجا نیز پس از 7 روز تیمار تجزیه کنندگی نفت به شکل چشمی دیده شد(5). اپکو و همکارانتحقیقی با عنوان میزان تجزیه زیستی نفت خام توسط میکروارگانیسمهای جداسازی شده از محیط حاوی پسماند نفتی انجام دادند. در این تحقیق میزان تجزیه زیستی نفت خام توسط میکروارگانیسمهای جداسازی شده از محیط آلوده به پسماند نفتی مطالعه شد. این مطالعه نشان داد که سودوموناس آئروژینوزا بالاترین میزان تجزیه زیستی را در میان دیگر باکتریهای جداسازی شده دارد(12). بهلولگیل وهمکاران[xiii] در طی یک مطالعه آزمایشگاهی در مورد مکانیسمهای برداشت نفت در فرآیندهای MEOR تجزیه زیستی ترکیبات نفتی را به عنوان یکی از مکانیسمهای برداشت نفت معرفی کردند. در این بررسی مشخص شد که در طی تجزیه زیستی ترکیبات سنگینتر نفتی به ترکیبات سبک تر تبدیل میشوند و با کاهش ویسکوزیته نفت، اجزا موجود در آن، به محصولات با ارزشتری تبدیل میشوند. این تجزیه زیستی به اجزا سبکتر نفت بهخصوص ترکیبات پارافینی محدود میشود. جنسهای سودوموناس، باسیلوس و آرتروباکتر در تجزیه ترکیبات نفتی کارایی بالایی دارند(13). ماکوت و همکاران[xiv] تحقیقی به منظور تعیین فلور باکتریایی خاکهای آلوده با محصولات نفتی انجام دادند. در این مطالعه، گونههای مختلف باکتری از جمله کلبسیلا و سودوموناس از خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی جداسازی شد(14). کاموترا و همکاران[xv]. در تحقیقی که در مورد اصلاح زیستی پسماندهای نفتی انجام دادند یک کنسرسیوم میکروبی متشکل دو سویه Pseudomonas aeruginosa و یک Rhodococcus sp. از خاکهای آلوده به پسماندهای نفتی جداسازی شد. این کنسرسیوم میکروبی قادر به تجزیه 90 درصد از هیدروکربنها در محیط مایع پس از 6 هفته بود(15) همانطور که مشاهده میشود در هیچ یک از بررسیها تجزیه کنندگی پسماند نفت بیش از 90 درصد نبود. علت آن را میتوان بهوسیله انجام تحقیقاتی در مورد نوع ترکیبات هیدروکربنی که در این 10 درصد باقیمانده وجود دارند مشخص کرد. ممکن است این 10 درصد باقیمانده ترکیبات رزین یا آسفالتنی باشند که امکان برداشت آنها توسط باکتری وجود ندارد. در مجموع میتوان گفت تجزیه آلودگیهای حاصل از پسماند نفتی با استفاده از این باکتریها وجود دارد و میتوان با افزودن منابع نیتروژن و فسفر مناسب به خاکهای آلوده به این ترکیبات نفتی رشد این باکتریها را تحریک و تسریع کرد. نتیجه این عمل تجزیه ترکیبات موجود در پسماند نفتی و کاهش سمیت آنهاست. تشکر و قدردانی نویسندگان مراتب تشکر خود را از شرکت ملی مناطق نفت خیز جنوب اهواز، واحد ایمنی، بهداشت و محیط[xvi]، شرکت بهرهبرداری نفت و گاز مسجد سلیمان، آقایان نجف بهادری و مهندس رامتین آموی، واحد پژوهش دانشگاه آزاد اسلامی واحد مسجد سلیمان، آقای مهندس حسین محمدپور، تمامی کارکنان محترم آزمایشگاه اداره شیمیایی مناطق نفت خیز جنوب اهواز، آقایان مهندس یحیوی، دکتر سعید شجاع و مهندس امین عفیفی به خاطر همکاری در مراحل مختلف تحقیق ابراز مینمایند. تحقیق حاصل مربوط به پایان نامه کارشناسی ارشد گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قم بوده و از کلیه حامیان این تحقیق تشکر و قدردانی میشود. [1]- Pitting [2]- Total petroleum Hydrocarbon [3]- Gas chromatography [4]-Trypticase soy agar [5]- Polymerase Chain Reaction [6]-Bio edit [7]-BLAST [8]-NCBI [ix]- Ladder [x]- Joseph P, et al. [xi]- Helmy Q, et al. [xii]- Ayotamuno M, et al. [xiii]- BehlulgilK, et al. [xiv]- Makut M, et al. [xv]- CameotraS. S, et al. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
References (1) Arvanitis N, Katsifas E, Chalkou K, Meintanis C, Karagouni A. A refinary sludge deposition site: Presence of nahH and alkJ genes and crude oil biodegradation ability of bacterial isolates. Biotechnology Lett 2008; 30: 2105-10. (2) Bossert I, Bartha R. The fate of petroleum in soil ecosystems. In:R. M. Atlas,editor. PetroleumMicrobiology. 1th ed. New York; CN: MacMillan Publishing company; 1984. (3) May Long R. The distribution and diversity of polycyclic aromatic compound-degrading bacteria and key degradativegenes [Dissertation]. England: Exeter Univ.; 2008. (4) Ayotamuno M, Okparanma R, Nweneka E, Ogaji S, Probert S. Bio-remediation of a sludge containing hydrocarbons. Applied energy 2007; 84(9): 936-43. (5) Joseph P, Joseph A. Microbial enhanced separation of oil from a petroleum refinery sludge. Journal of hazardous materials 2009; 161(1): 522-25. (6) Jones D. M, Douglas A. G, Parkes R. J, Taylor J, Giger W, Schaffner C. The recognition of biodegraded petroleum-derived aromatic hydrocarbons in recent marine sediments. Marine Pollution Bulletin 1983; 14(3): 103–08. (7) Margesin R, Zimmerbauer A, Schinner F. Monitoring of bioremediation by soil biological activities. Chemosphere 2000; 40(4): 339-46. (8) Trindade P, Sobral L, Rizzo A, Leite S, Soriano A. Bioremediation of a weathered and a recently oil- contaminated soils from Brazil: a comparison study. Chemosphere 2005; 58(4): 515-22. (9) Kanaly R. A, Harayama S. Biodegradation of high-molecular-weight polycyclic aromatic hydrocarbons by bacteria. Journal of Bacteriology2000; 182(8): 2059-67. (10) Mishra S, Jyot J, Kuhad R. C, Lal B. Evaluation of inoculum addition to stimulate in situ bioremediation of oily-sludge-contaminated soil. Applied and environmental microbiology 2001; 67(4): 1675-81. (11) Helmy Q, Kardena E, Nurachman Z. Application of Biosurfactant Produced by Azotobactervinelandii AV01 for Enhanced Oil Recovery and Biodegradation of Oil Sludge. International Journal of Civil & Environmental Engineering 2010; 10(1): 7-14. (12) Dibble J, Bartha R. Effect of environmental parameters on the biodegradation of oil sludge. Appl. Environ. Microbiol 1979; 37(4): 729-739. (13) BehlulgilK and Mehmetoglu M. Bacteria for improvement of oil recovery: A laboratory study. Energy sources 2002; 24(5): 413-22. (14) Makut M and Ishaya P. Bacterial species associated with soils contaminated with used petroleum products in Keffi town, Nigeria. African Journal of Microbiology Research 2010; 4(16): 1698-1702. (15) Cameotra S. S and Singh P. Bioremediation of oil sludge using crude biosurfactants. International Biodeterioration& Biodegradation 2008; 62(3): 274- 80. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 4,429 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,405 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||