غربالگری باکتری‌های تجزیه‌کننده نفت خام فاضلاب‌های صنعتی شیراز

فصلنامه علمی پژوهشی دنیای میکروب ها

مقاله 5، دوره 13، شماره 1(پیاپی 42)، خرداد 1399، صفحه 58-69   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مهدی حسن شاهیان^{* 1}؛ هاجر مرادی²

¹استاد میکروبیولوژی دانشگاه شهید باهنر کرمان، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی

²دانشجوی ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی

چکیده

سابقه و هدف:آلودگی محیط زیست با نفت و مشتقات آن تهدیدی جدی برای سلامت انسان و محیط زیست می‌باشد. با استفاده از فرایند زیست پالایی، امکان حذف بسیاری از آلاینده‌های زیست محیطی به ویژه فاضلاب‌های صنعتی وجود دارد. این مطالعه با هدف جداسازی و تعیین ویژگی های باکتری­های تجزیه کننده نفت خام در برخی ازفاضلاب­های صنعتی شیراز انجام شد.
مواد و روش ها: دراین پژوهش به منظور جداسازی باکتری‌های تجزیه کننده نفت خام نمونه ‌برداری از برخی فاضلاب‌های صنعتی در شیراز انجام شد. به منظور بررسی اثر نفت خام بر روی فراوانی و تنوع جمعیت میکروبی نمونه‌های خاک، نمونه برداری از پساب و لجن نفتی انجام شد. شناسایی و شمارش باکتری‌های تجزیه کننده و هتروتروف با روش‌های رقت تدریجی و بیشترین شمارش احتمالی (MPN) انجام شد. پس از غربالگری مشخص شد که 20 سویه توانایی رشد و تجزیه نفت خام را دارند. شناسایی مقدماتی سویه‌های جداشده بر اساس آزمون های بیوشمیایی انجام شد. سپس ویژگی هایی مانند گسترش قطره، فعالیت امولسیون کنندگی و میزان رشد و تجزیه در این باکتری‌ها بررسی شد.
یافته ها: بیشترین گسترش قطره، هیدروفوبیسیته سلولی، فعالیت امولسیون کنندگی در جدایه هایPE₃، SN₁، DS₁ به ترتیب 23، 16 و 22 درصد بود. با استفاده از این نتایج هفت سویه مناسب انتخاب شدند و میزان حذف نفت خام با روش اسپکتروفتومتری و گراویمتری مشخص گردید. سپس با روش مولکولی تعیین هویت سویه سلولومیکروبیوم سلولانس(Cellulosimicrobium  cellulans) دارای بیشترین میزان تجزیه نفت خام انجام شد. این سویه بهترین عملکرد در تجزیه(67 درصد) را در غلظت 5/1 درصد نشان داد. با بهینه سازی برخی عوامل موثر بر روی تجزیه نفت خام مانند کشت مخلوط، منبع کربن، منبع ازت و زمان، حداکثر تجزیه نفت خام (100 درصد) حاصل گردید.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که با بهینه سازی شرایط میکروارگانیسم های جداشده در این پژوهش، امکان حذف و کنترل آلوگی نفتی وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

تجزیه زیستی؛ هیدروکربن؛ جداسازی باکتری؛ نفت خام

مراجع

1. Xia M, Fu D, Chakraborty , Singh P, Terry N. Enhanced crude oil depletion by constructed
   bacterial consortium comprising bioemulsifier producer and petroleum hydrocarbon degraders.
   Bioresour Technol ep. 2019; 282: 456-463.
   2. Cameotra SS, Singh P. Bioremediation of oil sludge using crude biosurfactants. Int Biodeterior
   Biodegradation. 2008; 62(3): 274-280.
   3. Hassanshahian M, Tebyanian H, Cappello S. Isolation and characterization of two crude-oil
   degrading yeast strains, arrowia lipolytica P -20 and P -32 from Persian ulf. Mar Pollut
   Bull.2012; 64: 1386–1391.
   4. Hassanshahian M, Emtiazi , Cappello S. Isolation and characterization of crude-oil-degrading
   bacteria from the Persian ulf and the Caspian Sea. Mar Pollut Bull. 2012; 64: 7–12.
   5. Hassanshahian M, Ahmadinejad M, Tebyanian H, Kariminik A. Isolation and characterization
   of alkane degrading bacteria from petroleum reservoir waste water in Iran (Kerman and Tehran
   provenances). Mar Pollut Bull. 2013; 73: 300–305.
   6. Shen T, Pi , Bao M, Xu N, Li , Lu J. Biodegradation of different petroleum hydrocarbons by
   free and immobilized microbial consortia. Environ Sci Process Impacts. 2015; 17(12):
   2022-2033.
   7. Sheari Moghadam. A. The History of petrochemical plants in Iran. Hirman Publicatio. 2013; 4:
   245pp.
   8. Hesham AE, Alrumman SA, Al-Amari JA. 16S rDNA Phylogenetic and APD–PC Analyses
   of Petroleum Polycyclic Aromatic Hydrocarbons-Degrading Bacteria Enriched from
   Oil-Polluted Soils. Arab J Sci Eng. 2016; 41(6): 2095-2106.
   9. Balba MT, Al-Awadhi N, Al-Daher . Bioremediation of oil-contaminated soil:
   microbiological methods for feasibility assessment and field evaluation. J Microbiol Methods.
   1998; 32(2): 155-164.
   10. Hassanshahian M, Emtiazi , Kermanshahi K, Cappello S. Comparison of oil degrading
   microbial communities in sediments from the Persian ulf and Caspian Sea. Soil Sediment
   Contam. 2010; 19(3): 277-291.
   11. Wrenn BA, Venosa AD. Selective enumeration of aromatic and aliphatic hydrocarbon
   degrading bacteria by a most-probable-number procedure. Can J Microbiol 1996 Mar 1; 42(3):
   252-258.
   12. ussel M, Li X, Qu M, Wu M, Liu L, Alam MM. Exploring the novel indigenous strains for
   degrading the crude oil contaminants in soil sample. Int J Environ Sci Technol. 2018: 1-12.
   13. Sun W, Dong , ao P, Fu M, Ta K, Li J. Microbial communities inhabiting oil-contaminated
   soils from two major oilfields in Northern China: Implications for active petroleum-degrading
   capacity. J Microbio. 2015 Jun 1; 53(6): 371-378.
   14. Hassanshahian M, Zeynalipour M, Hosseinzadeh Musa F .Isolation and characterization of
   crude oil degrading bacteria from the Persian ulf (Khorramshahr provenance). Mar Pollut
   Bull. 2014; 82: 39–44.
   15. Hassanshahian M, akimov MM, Denaro , enovese M, Cappello S. Using eal-Time PC
   to assess changes in the crude oil degrading microbial community in contaminated
   seawater mesocosms. Int Biodeterior Biodegradation. 2014; 93: 241–248.
   16. Latha , Kalaivani . Bacterial degradation of crude oil by gravimetric analysis. Eur J Exp
   Biol. 2012; 3(5): 2789-2795.
   17. Hassanshahian M. Isolation and characterization of biosurfactant producing bacteria from
   Persian ulf (Bushehr provenance). Mar Pollut Bull. 2014; 86: 361–366.
   18. Dadrasnia A, Usman MM, Wei KS, Velappan D, Jamali H, Mohebali N, Ismail S. Native
   soil bacterial isolate in Malaysia exhibit promising supplements on degrading organic
   pollutants. Process Saf Environ Prot. 2016 Mar 1; 100: 264-271.
   19. Bell KS, Philp JC, Aw DW, Christofi N. The genus Rhodococcus. J Appl Microbiol. 1998; 85
   (2): 195-210.
   20. Esedafe W, Fagade O, Umaru F, Akinwotu O. Bacterial Degradation of the Polycyclic
   Aromatic Hydrocarbon (PAH) -Fraction of efinery Effluent. Int J Environ Bioremediat
   Biodegrad. 2015; 3, 1: 23-27.
   21. Chikere C, Ekwuabu C. Culture-dependent characterization of hydrocarbon utilizing bacteria
   in selected crude oil-impacted sites in Bodo, Ogoniland, Nigeria. Afr J Environ Sci Tech.
   2014 ; 8(6): 401-406.
   22. Shaieb F, Elghazawani A, Issa A. Studies on crude oil degrading Bacteria isolated from
   Libyan desert. Int J Curr Microbiol Appl Sci. 2015; 4(2): 920-927.
   23. Nkem B, Halimoon N, usof F, Johari W, Zakaria M, eddy S. Isolation, identification and
   diesel-oil biodegradation capacities of indigenous hydrocarbon-degrading strains of
   Cellulosimicrobium cellulans and cinetobacter baumannii from tarball at Terengganu beach,
   Malaysia. Mar Pollut Bull . 2016 ; 107(1): 261-268.
   24. Sevilla A, Ceballos L, Ballestas I, ojas W, estrepo J, Verbel J. Biodegradation of
   biodiesel-oil by Cellulosimicrobium sp. Isolated from Colombian Caribbean soils. Environ
   Technol. 2018: 1-23.