بررسی پتانسیل حذف میکروبی خاک‏های آلوده به ‏گازوییل در شهر همدان

نوع مقاله: پژوهشی- فارسی

نویسندگان

1 استادیار مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 دانشگاه آزادانشجوی کارشناسی ارشد آلودگی‏های محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان، ایران،د اسلامی واحد همدان، ایران

چکیده

مقدمه: آلودگی‌های نفتی از مسائل مهم زیست محیطی هستند. ‏گازوییل از متداول‏‏ترین آلاینده‏های نفتی است. زیست پالایی، فنآوری جدید پاک‏سازی‏ خاک است. برخی از میکروارگانیسم‌ها قابلیت زیست پالایی ‏گازوییل را دارند. این پژوهش، با هدف دستیابی به میکروارگانیسم‌های بومی، با قدرت تجزیه زیستی ‏گازوییل در شرایط آب وهوایی شهر همدان انجام شد. مواد و روش‏‏ها: نمونه‏های خاک آلوده به ‏گازوییل از 10 منطقه شهر همدان جمع آوری و باکتری‏های آن جداسازی و براساس ویژگی‏های ریخت‏شناسی و آزمایش‌های بیوشیمیایی دسته بندی شد. توانایی هر دسته در مصرف ‏گازوییل در محیط کشت نمکی حداقل و غلظت‌های مختلف آلاینده (1/0، 5/0، 1، 3 درصد‏) از طریق کدورت سنجی در طول موج 600 نانومتر بررسی شد. نتایج از طریق آزمون آماری تحلیل واریانس چندعاملی با هم مقایسه شد. نتایج: در این تحقیق، 10 سویه مختلف باکتریایی‏ از خاک‌های آلوده به ‏گازوییل شهر همدان یافت شد. نتایج کدورت سنجی نشان داد که اثر عامل زمان، غلظت آلاینده، نوع باکتری و اثر تعاملی آن‏ها‏در تمامی نمونه‏های تیمارشده معنی دار می‌باشد. در غلظت خاص آلاینده، با افزایش زمان ماند، کدورت نمونه‏هابیش‏تر شده که این میزان افزایش از غلظت 1/0 تا 1 درصد چشمگیرتر از غلظت 1 تا 3 درصد آلاینده است.افزایش غلظت از 3 درصد به بالا موجب کاهش کدورت در برخی نمونه‏ها شده که می‏تواند کاهش راندمان حذف میکروبی آلاینده در این غلظت را به دنبال داشته باشد. سه سوش جدا شده نسبت به سایر سوش‏ها در کلیه غلظت‏ها و زمان‏های ماند کدورت بیشتری ایجاد کردند. بحث و نتیجه‏گیری: در بین سه سوش جداشده، بیش‏ترین کدورت ایجاد شده به باکتری شماره 3 مربوط بود که پس از شناسایی، به‏عنوان سودوموناس آیروژنز، گزارش شد. این باکتری به‏عنوان بهترین تجزیه کننده ‏گازوییل از خاک‌های آلوده در شرایط آب و هوایی شهر همدان انتخاب شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Study on potential microbial removal of diesel oil from contaminated soil in Hamedan city

نویسندگان [English]

  • fariba Mohsenzadeh 1
  • nastaran Ahmadi Masoud 2
1 Assistant professor of Environmental Health Engeenering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 M.Sc. student of Environment pollutions, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
چکیده [English]

Introduction: Environmental contamination with petroleum is an important issue. Diesel oil is a common pollutant. Bioremediation is a new technology to clean up soils. This study was aimed to achieve microorganisms with power of soil cleaning. Materials and Methods: The bacteria of the contaminated soil with diesel oil were isolated based on morphological and biochemical characteristics. The degradation ability of the isolated bacteria was checked for the consumption of diesel fuel in the minimal salt medium containing different concentrations of diesel fuel (0.1, 0.5, 1 and 3%). Through the checking process, the turbidity due to the bacterial growth with the control tubes was compared. Results: In the study, 10 different bacterial strains were found. Turbidity measurement results showed that the factors of time, concentration of the pollutant, bacterial strains and interactions between them were significant in all treated samples. In a particular pollutant concentration, as the time passed, the turbidity of the samples was exceeded. The increase rate of turbidity in the concentrations 0.1-1% was more dramatic than the 1-3% concentrations. 3 of the isolated strains in all concentrations caused a higher turbidity than other strains. Discussion and Conclusion: In the treated samples, the maximum turbidity was caused by the bacterium number 3, which late on, was identified as Pseudomonas aerogenesis. This bacterium was chosen as the best diesel oil degrader of the polluted soils with respect to the climatic conditions of as Hamedan’s.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioremediation
  • Soil pollution
  • Diesel fuel
  • Bacterium
  • Pseudomonas aerogenesis
  • Hamedan

مقدمه

خاک یکی از منابع مهم و ارزشمند طبیعت است، که 95 درصد غذای انسان‏ها از آن بدست می­آید. با توجه به محدود بودن منابع خاک، آلودگی خاک از انواع مهم آلودگی­های زیست محیطی به شمار می‏رود (1).آلودگی خاک توسط نفت و محصولات نفتی مانند بنزین و ‏گازوییل، به عنوان یکی از شایع‏‏ترین و جدی‏ترین مشکلات محیط زیست شناخته شده است (2). از پیامدهای آلودگی نفتی می‏توان به حذف پوشش‏های گیاهی و در نتیجه فرسایش خاک و خالی شدن ساختار اجتماعات گیاهی، افزایش نفوذپذیری خاک نسبت به آلاینده‏ها و در آخر، آلودگی منابع آب‏های سطحی و زیرزمینی اشاره نمود (3). زیست پالایی خاک‏های آلوده به مواد نفتی با روش‏های تحریک زیستی و تلقیح نوع خاص یا گونه‏های مختلف باکتری به محیط خاک انجام می‏شود (4 و 5). از آنجایی‏که ‏گازوییل به عنوان یکی از پر مصرف‏ترین و کاربردی‏ترین محصولات نفتی در ایران و بسیاری از کشورها مطرح است، حجم در خور توجهی از آن در مخازن زیرزمینی و ایستگاه‏های سوخت نگهداری می‏شود و در اثر نشت از این مخاز نمی­تواند خاک و آب­های زیرزمینی مجاور را آلوده کند. از این رو در این تحقیق، حذف زیستی ‏گازوییل به عنوان یک آلاینده هیدروکربنی که جزو آلاینده­های زیست محیطی خاک نیز محسوب می­شود، بررسی خواهد شد.

خان و همکاران در تحقیقی با عنوان مطالعه بر روی پتانسیل حذف زیستی نفت توسط باکتری باسیلوس جدا شده از خاک­های آلوده به نفت در هندوستان نشان دادند که باکتری­ها حداقل 27 درصد از آلودگی خاک آلوده به نفت را پس از انکوباسیون طی 7 روز مورد تخریب و تجزیه زیستی قرار می­دهند (6). در تحقیقی با عنوان اصلاح هیدروکربن‏های خاک­های آلوده به نفت خام در آفریقای جنوبی که توسط اوجو انجام شد، بررسی‏‏ها نشان داد میکروارگانیسم­های خاک قادر به پاک‏‏سازی زیستی خاک­های آلوده به نفت خام هستند و می‏توانندآلودگی خاک­های آلوده به هیدروکربن‏ها را مورد تجزیه زیستی قرار دهند (7). در تحقیقی دیگر، 368 سویه متعلق به نژاد باسیلوس از نمونه­های جمع آوری شده از بیابان گزارش شده است (8). بر اساس سایر مطالعه‏های انجام گرفته، کارایی روش تلقیح باکتری بومی جداسازی شده از محیط آلوده و بکارگیری آن در زمینه زیست پالایی آلاینده ‏گازوییل در خاک ثابت شده است (9). علت این امر افزایش میزان سوخت و ساز و سازگاری ژنتیکی جمعیت میکروبی در محیط زیست خودشان گزارش شده است که نقش به سزایی در موفقیت زیست پالایی محیط‏های آلوده دارد (10). با توجه به این‏که فلور میکروبی خاک‏های آلوده به ترکیبات نفتی، در شرایط آب و هوایی و زیستی مختلف، متفاوت است و همچنین، عوامل مختلفی از جمله غلظت آلاینده و دمای رشد می‏تواند عملکرد تجزیه میکروبی آلاینده را تحت تأثیر قرار دهد، و با توجه به عدم انجام پژوهش مشابه در شرایط آب و هوایی شهر همدان، لزوم انجام این تحقیق در شرایط آب و هوایی شهر همدان و تحت شرایط مختلف زیست میکروبی احساس می‏شود. هدف از این پژوهش، در مرحله اول جداسازی باکتری‏های بومی موجود در خاک­های آلوده به ‏گازوییل شهر همدان، بررسی توانایی این باکتری­ها در تجزیه زیستی ‏گازوییل به عنوان منبع کربن و در آخر تعیین ویژگی‏ها و شناسایی باکتری­های دارای توان زیست پالایی می‏باشد.

مواد و روش‏ها

محل نمونه برداری

 حدود 10 منطقه از مناطق آلوده به ‏گازوییل شهر همدان به شکل تصادفی انتخاب شد. تعمیرگاه‏های ماشین آلات سنگین، اطراف مخازن ‏گازوییل و لکه‏های نفتی خاک اطراف جاده‏های شهر همدان به عنوان محل نمونه‏برداری در نظر گرفته شد.

جمع آوری نمونههای خاک آلوده به ‏گازوییل

جمع آوری نمونه‏ها در فصل بهار و از عمق صفر تا 20سانتی‏‏متری مناطق آلوده انجام شد. نمونه‏های خاک جمع‏آوری شده، در پاکت­های یک بار مصرف قرار داده و برای انجام آزمایش‏های میکروبی به آزمایشگاه منتقل شد.

آماده‏سازی نمونه‏ها

نمونه­های خاک پس از جداسازی ریشه‏ها و مواد زاید، از الک دو میلی‏متری عبور داده شد و به‏طور کامل با هم مخلوط شدند، سپس تا زمان انجام آزمایش‏ها در دمای چهار درجه سانتی‏‏گراد نگهداری شدند.

 

تهیه محیط­های کشت باکتری

محیط کشت نوترینت آگار[1]

این محیط کشت، یک محیط مغذی محتوی آگار است که طبق دستور شرکت سازنده تهیه شد. سپس در اتوکلاو با دمای 121 درجه سانتی‏گراد و فشار 15 پوند بر اینچ مربع به مدت 15 دقیقه سترون و پس از رسیدن تا دمای 40 درجه سانتی‏گراد در پلیت­های استریل توزیع شد. پس از انعقاد محیط­های کشت شده، پلیت‏ها به مدت24 ساعت در حرارت 30 درجه سانتی‏گراد گرماگذاری شدند (11).

محیط کشت نمکی حداقل[2]

این محیط کشت، حاوی حداقل نمک­های مغذی و ضروری برای رشد باکتری‏ها می‏باشد (جدول 1). این محیط، پس از تهیه، در لوله­های سایز بزرگ به میزان 10 میلی‏لیتر توزیع شد و پس از پنبه­گذاری و فویل­گذاری درب لوله­ها، لوله­ها در اتوکلاو با دمای 121 درجه سانتی‏گراد وفشار 15­ پوند بر اینچ مربع به مدت 15­ دقیقه سترون شدند.

 

جدول 1- ترکیب نمک­های موجود در محیط کشت نمکی حداقل

ماده

کلرید آمونیوم

سولفات آهن

سولفات منیزیم

فسفات سدیم

کلرید کلسیم

کلرید پتاسیم

کلرید سدیم

غلظت درمحیط کشت (گرم بر لیتر)

2

1

2

2

1/0

8/0

8/0

 


تهیه رقت­های مختلف نمونه­های خاک

برای تهیه رقت­های مختلف، ابتدا یک گرم از نمونه خاک آلوده را وزن کرده و برای تهیه رقت­های مختلف در 10 میلی‏لیترآب مقطر استریل حل شد، تا رقت 1-10 از نمونه بدست آید، سپس یک میلی‏لیتر از این رقت در 9 میلی‏لیتر سرم فیزیولوژی حل شده، به مدت یک دقیقه روی شیکر لوله ای قرار داده شد تا رقت 2- 10 از نمونه تهیه شود. به همین ترتیب رقت‏های متوالی کاهشی از   3-10 تا 9-10 تهیه شد (12).

کشت نمونه­های رقیق شده

در این مرحله به دسته پلیت­های استریل سه تایی، یک میلی‏لیتر از هر رقت اضافه شد. سپس در هر یک از پلیت­های فوق به میزان 10 میلی‏لیتر محیط کشت نوترینت آگار سترون، حاوی عصاره مخمر اضافه و به‏طور کامل با نمونه مخلوط شد. سپس پلیت­ها به مدت 48 ساعت در دمای 25 درجه سانتی‏گراد انکوبه شدند. پس از این مدت کلونی­های تشکیل شده در سطح پلیت قابل رویت و جداسازی بود (13).

جداسازی پرگنه­ها

پس از طی دوره انکوباسیون پرگنه­های رشد کرده بررسی و مشاهده شدند. پرگنه­های مشاهده شده، توسط لوپ استریل در کنار شعله، به پلیت­های حاوی نوترینت آگار، برای خالص­سازی منتقل شدند (14). به این ترتیب دوباره پلیت‏های حاوی کشت خالص به مدت 48 ساعت در دمای 25 درجه سانتی‏گراد انکوبه شدند. شایان ذکر است در این مطالعه، خالص‏سازی میکروارگانیسم­های جدا شده به روش کشت خطی انجام شد (12).

گروه بندی کشت­های خالص

بر اساس ویژگی‏های ریخت شناسی از جمله رنگ، اندازه، کناره، ارتفاع و قوام کلونی و انجام آزمایش­های بیوشیمیایی از جمله کاتالاز، اکسیداز، گرم، اندول و سیترات کشت‏های خالص شده گروه بندی شد.

سترون‏سازی ‏گازوییل

برای این‏که در نمونه‏های تیماری فقط عملکرد باکتری تلقیح شده بررسی شود، باید‏گازوییل مصرفی ابتدا سترون شود. از آن‏جا که حرارت ممکن است موجب فراریت بخشی از مواد سازنده ‏گازوییل‏شود، عمل سترون‏سازی به کمک فیلتراسیون و با صافی‏های نیتروسلولزی سترون با قطر منافذ 45/0 میکرون انجام شد (11).

بررسی پتانسیل حذف آلاینده توسط سوش‏های باکتریایی‏ جدا شده

تیمار محیطکشت حداقل با غلظت‏های مختلف آلاینده و انواع سوش‏های باکتریایی‏

ابتدا از هر سوش یک پرگنه به عنوان نماینده انتخاب شد. به منظور بالابردن جمعیت باکتری در زمان تلقیح، ابتدا باکتری در محیط نوترینت براث کشت داده،پس از رسیدن به کدورتی معادل (1/0 تا 08/0)، رسوبی از باکتری تهیه شد (1). سپس به محیط کشت نمکی حداقل تهیه شده و غلظت­های مختلف ‏گازوییل سترون شده (1/0، 5/0، 1 و 3 درصد‏) و هریک از رسوبات حاصل از سوش­های باکتریایی‏ متفاوت اشاره شده در همین بخش، اضافه شد. لوله­های فاقد باکتری به عنوان شاهد به ازای هر غلظت از آلاینده تهیه شد (15). سپس محیط کشت‏های به مدت چهار هفته و دمای 25 درجه سانتی‏گراد در گرم خانه مجهز به شیکر گرماگذاری شدند (16). برای کنترل آلودگی ثانویه، تیمارها در هر نوبت کنترل کدورت نمونه‏ها، یک قطره از نمونه دوباره بر روی محیط کشت آگار مغذی کشت داده، پرگنه باکتری‏ها با باکتری اولیه مقایسه شدند.

بررسی میزان کدورت نمونه­ها

میزان رشد توده میکروبی نمونه­های تیمارشده از طریق بررسی کدورت نمونه­ها ارزیابی شد. برای این منظور، میزان جذب نوری نمونه­ها، طی مدت چهار هفته، در فاصله­های زمانی مختلف (لحظه زمان صفر قرائت باکتری تلقیح شده به محیط کشت، هفته اول، هفته دوم، هفته سوم و هفته چهارم) از طریق بررسی کدورت حاصله توسط دستگاه اسپکتوفتومتری در طول موج 600 نانومتر اندازه­گیری شد (12، 17، 18 و 19).

تحلیل آماری نتایج بدست آمده

مقایسه مقادیر حاصل از سنجش کدورت نمونه­ها با استفاده از نرم افزار SPSS، نسخه 19 از طریق آزمون آماری تحلیل واریانس چندعاملی‏ انجام شد (20).

شناسایی باکتری­های دارای پتانسیل حذف ‏گازوییل

باکتری­هایی که در محیط ذکر شده، بیشترین کدورت را در زمان­ها و غلظت­های مختلف آلاینده ایجاد کردند، به‏عنوان شاخص میکروبی تجزیه کننده ‏گازوییل در شهر همدان انتخاب شدند. این باکتری‏ها طبق دستور کتاب راهنمای برگی، شناسایی شدند.

 

نتایج

نتایج حاصل از جداسازی باکتری‏های موجود در خاک‏های آلوده

پس از کشت خاک­های جمع آوری شده از مناطق آلوده به ‏گازوییل اطراف شهر همدان و جداسازی باکتری­های آن‏ها‏، براساس ویژگی‏های ماکروسکوپی و تفاوت در ظاهر کلونی­های ایجاد شده (جدول 2) و همچنین، براساس نتایج حاصل از آزمایش­ها و آزمایش‏های بیوشیمیایی (جدول 3)، 10 سویه­ مختلف باکتریایی‏ در خاک­های آلوده به ‏گازوییل شهر همدان جداسازی و به عنوان باکتری­های تجزیه کننده ‏گازوییل از شماره 1 تا 10 نام‏گذاری شدند[3] (DDB 1-10).

 

 

جدول2- بررسی ویژگی‏های ریخت شناسی کلونی باکتری‏های جداسازی شده

آزمایش‏ها

DDB1

DDB2

DDB 3

DDB4

DDB5

DDB6

DDB7

DDB8

DDB9

DDB10

ریخت شناسی

باسیل

کوکو باسیل

باسیل

کوکسی

کوکسی

کوکسی

باسیل

باسیل

کوکو باسیل

کوکسی

رنگ کلونی

شیری رنگ

شیری رنگ

شیری رنگ

کرم روشن

کرم روشن

سفید

کرم روشن

سفید

صورتی

سفید

اندازه کلونی

متوسط

کوچک

متوسط

متوسط

کوچک

کوچک

متوسط

متوسط

کوچک

کوچک

کناره کلونی

صاف

ناصاف

ناصاف

ناصاف

ناصاف

صاف

ناصاف

صاف

صاف

صاف

ارتفاع کلونی

غیر محدب

محدب

محدب

غیر محدب

غیر محدب

محدب

غیر محدب

محدب

محدب

محدب

قوام کلونی

کره ای

غیرکره ای

کره ای

کره ای

کره ای

کره ای

کره ای

غیرکره ای

غیرکره ای

کره ای

 

جدول3-بررسی ویژگی‏های بیوشیمیایی کلونیباکتری­های جداسازی شده

باکتری‏های مورد آزمایش

DDB1

DDB2

DDB3

DDB4

DDB5

DDB6

DDB7

DDB8

DDB9

DDB10

گرم

-

+

+

-

+

-

-

-

+

-

کاتالاز

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

تحرک

+

+

+

+

+

-

+

+

+

-

اسپور

+

+

+

+

+

-

+

+

+

-

اکسیداز

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

سیترات

+

-

+

+

+

+

+

+

-

+

اندول

+

-

-

+

-

+

-

+

-

-

لاکتوز

-

+

+

-

+

-

-

-

+

-


نتایج حاصل از بررسیمیزانکدورتتیمارها

بررسی میزانکدورتدر زمان‏های مختلف

پس از تیمار محیط‏های کشت حداقل نمکی با غلظت­های مختلف آلاینده و سوش­های مختلف باکتریایی‏، میزان کدورت حاصل در چهار هفته متوالی به این شرح بود: در یک غلظت خاص با افزایش زمان تا هفته سوم کدورت نمونه­ها بیش‏تر شده و این میزان افزایش از غلظت 1/0 تا 1 درصد چشمگیرتر از غلظت 1 تا 3 درصد آلاینده است. در یک غلظت خاص پس از هفته سوم افزایش کدورت متوقف یا کاهش یافته است. کاهش کدورت نمونه‏ها از هفته سوم به بعد در مورد غلظت سه درصد آلاینده بیش‏تر مشاهده شده است (نمودار1).

بررسی میزان کدورت در غلظت­های مختلف آلاینده

با افزایش غلظت از 1/0 تا 3 درصد کدورت نمونه‏هابیش‏تر شده است. افزایش غلظت از سه درصد به بالا موجب کاهش کدورت در برخی نمونه­ها شده که می­تواند کاهش راندمان حذف میکروبی آلاینده در این غلظت را به دنبال داشته باشد (شکل1).

 

 

 

شکل 1- نمودار بررسی کدورت حاصله از تیمارهای باکتریایی‏ (10 سویه باکتری جداسازی شده) در غلظت‏های مختلف آلاینده و زمان­های مختلف

 


بررسی میزان کدورت درتیمارهای باکتریایی‏ متفاوت

در غلظت 1/0 درصد آلاینده: به­ترتیب باکتری­های (3، 1 و 2) و در نهایت، سایر باکتری­ها بیش‏ترین میزان کدورت را نشان دادند.

در غلظت 5/0 درصد آلاینده: به­ترتیب باکتری­های (3 و 1) و در نهایت، سایر باکتری­ها بیش‏ترین میزان کدورت را نشان دادند.

در غلظت یک درصد آلاینده: بهترتیب باکتری‏های (1، 3 و 2) و در نهایت، سایر باکتری­ها بیش‏ترین میزان کدورت را نشان دادند.

در غلظت سه درصد آلاینده: به ترتیب باکتری‏های (3، 2 و 1) و در نهایت، سایر باکتری­ها بیش‏ترین میزان کدورت را نشان دادند.

بنابراین، پس از کشت جداگانه این باکتری‏ها در محیط نمکی حداقل، حاوی غلظت‏های مختلف ‏گازوییل، سه سویه (باکتری 2، باکتری 3 و باکتری 4) از باکتری­های جداسازی شده در غلظت یک درصد و دو سویه (باکتری 3 و باکتری 4) در سایر غلظت­ها (3، 1 و 5/0 درصد) قادر به کدورت بودند و کدرورت در خور توجهی در محیط کشت ایجاد نمودند، در حالی‏که سایر سویه­های جداسازی شده، در غلظت­های فوق رشد نکردند (شکل1).

شناسایی باکتری­های دارای پتانسیل حذف ‏گازوییل

در نهایت سویه باکتریایی‏ شماره 3 که بالا‏ترین میزان کدورت را در محیط کشت ایجادکرده بود، به عنوان باکتری شاخص مصرف کننده ‏گازوییل در خاک­های آلوده شهر همدان انتخاب شد. این سویه در مرحله پایانی با انجام آزمایش‏های بیوشیمیایی مختلف طبق دستور برگی شناسایی شد (21). با استفاده از کلیدهای شناسایی باکتری­ها (جدول‏های 2، 3 و 4) این سویه شناسایی و به عنوان سودوموناس آیروژنز[4]، گزارش شد.

 

 

جدول4- نتایج آزمایش­های تخصصی انجام شده برای شناسایی نهایی جدایه (باکتری 3) تجزیه کننده ‏گازوییل

آزمایش

حساسیت به KOH

کاتابولیسم اکسیداسیون

اکسیداز

آزمایش لوان

آزمایش سیترات

هیدرولیز نشاسته

هیدرولیز کازیین

نتیجه

+

+

+

-

+

-

-

آزمایش

تحرک

آزمایش متیل رد

آزمایش وگوس- پروسکویر

هیدرولیز اوره

لیپاز

مصرف ژلاتین

فسفات

نتیجه

+

-

-

+

+

+

+

آزمایش

اندول

تولید H2S از سیستیین

تولید کتولاکتوز

دی آمیناز فنیل آلانین

تولید گاز از گلوکز

تولید اسید از گلوکز

فعالیت پکتولیتیکی

نتیجه

-

+

-

+

-

+

-

آزمایش

دکربوکسیلاز لیزین

کاتالاز

رشد در دمای چهار درجه

رشد در دمای 41 درجه

مقاومت به نمک سه درصد‏

مقاومت به نمک پنج درصد‏

مقاومت به نمک 7 درصد‏

نتیجه

-

+

-

+

+

+

+

 


بحث ونتیجه گیری

 نتایج این پژوهش نشان دادکه در خاک‏های آلوده به ‏گازوییل شهر همدان باکتری وجود دارد. به این معنی که آلودگی با ترکیبات نفتی و ‏گازوییل مانع از رشد باکتری­ها در خاک و محیط­های آلوده به ترکیبات نفتی (‏گازوییل) نمی‏شود. نتایج حاصل از پژوهش جاری، با نتایج به دست آمده توسط پژوهشگران متعدد پیشین همسو است و آن‏ها‏ نیز توانسته­اند از خاک‏های آلوده به ترکیبات نفتی، باکتری­ها را جداسازی کنند. این امر بیانگر این مسئله است که باکتری‏ها قادر به تحمل ترکیبات نفتی در غلظت­های موجود در خاک‏های آلوده هستند و ممکن است در تجزیه ترکییبات نفتی در شرایط مختلف آب و هوایی مؤثرباشند (19 و 22).

نتایج ما نشان داد که باکتری‏های جداسازی شده نسبت به غلظت‏های پایین ‏گازوییل مقاوم هستند و تعداد بیش‏تری از سویه‏های باکتریایی قادر به تحمل غلظت‏های پایین ‏گازوییل هستند. این امر می‏تواند ناشی از تفاوت­های ژنتیکی و در نتیجه تفاوت در سیستم آنزیمی آن‏ها‏ باشد. به‏طوری‏که غلظت‏های بالای ‏گازوییل (پنج درصد) از آستانه تحمل ژنتیکی برخی از باکتری‏ها فراتر است؛ اما در مقابل، سویه 3، غلظت‏های بالاتری از ‏گازوییل را تحمل می‏کند. تفاوت در آستانه تحمل ژنتیکی باکتری­های جداسازی شده از خاک­های آلوده به ترکیبات نفتی توسط پژوهشگران متعدد گزارش شده است (10، 15 و 23).

پژوهش­های متعددی در دست است که نشان می‏دهد سویه­های مختلف باکتریایی نه تنها نسبت به آلودگی­های با ترکیبات نفتی و مشتقات آن مقاوم هستند، بلکه برخی از آن‏ها قادرند از ترکیبات نفتی به‏عنوان منبع کربن و ماده غذایی استفاده کنند و بنابراین، وجود آلودگی نفتی و مشتقات آن نه تنها مانع رشد آن‏ها‏ نمی­شود بلکه وجود آن‏ها موجب رشد بیشتر و سریع‏تر باکتری­های مقاوم می­شود. کایریمورا و همکاران (1999) در پژوهشی موفق به جداسازی سویه اسفینگوموناساز خاک­های آلوده شدند که قادر بود از کربازول و سایر ترکیبات نفتی ازقبیل ان هگزا دکان استفاده غذایی کنند. نتایج آزمایش آن‏ها نشان داد که با افزایش تعداد و رشد باکتری (افزایش کدورت محیط کشت) میزان تجزیه مواد نفتی افزایش می یابد. امتیازی و همکاران (2005) نیز تجزیه ترکیبات مختلف نفتی به‏وسیله سویه­ای از پزودوموناس در مدت زمان 9 روز از طریق سنجش منحنی رشد باکتری را در طول موج 600 نانومتر بررسی نمودند و کارایی آن را در تجزیه ترکیبات نفتی نشان دادند.

نتایج تحلیل آماری نشان داد که عامل زمان، غلظت و سوش باکتریایی‏ و اثر تعاملی آن‏ها‏ در سطوح (1/0، 5/0، 1 و 3 ‏درصد‏) در تمام تیمارها معنی­دار است و تمام باکتری­ها در غلظت­های مختلف آلاینده و زمان‏های مختلف قادر به رشد بودند. بنابراین، می‏توان نتیجه گرفت باکتری­های جداشده نسبت به آلودگی خاک با ‏گازوییل مقاوم هستند که در بین آن‏ها‏ باکتری 3 از مقاومت بیش‏تری برخوردار بود. توان رشد این باکتری و نیز توان تجزیه ‏گازوییل در غلظت­های مختلف بررسی شد. نتایج این بررسی نشان داد که باکتری 3 در غلظت 5/0 درصد بیش‏ترین کدورت را دارد و از بین سایر باکتری­های جداسازی شده به عنوان باکتری شاخص تجزیه کننده ‏گازوییل در خاک­های آلوده شهر همدان معرفی می‏شود. با توجه به این‏که توان رشد و قابلیت تجزیه باکتری­ها علاوه بر تراکم آلاینده به شرایط محیطی و آب و هوایی نیز بستگی دارد (11)، می‏توان نتیجه‏گیری کرد که باکتری 3 در شرایط آب و هوایی منطقه همدان قابلیت استفاده در تجزیه ‏گازوییل و پاک‏سازی‏ خاک­های آلوده به ‏گازوییل را دارد. با توجه به موارد فوق به جا است که با اندازه‏گیری میزان کارایی این باکتری در تجزیه زیستی انواع ترکیبات نفتی از جمله ‏گازوییل، از طریق اندازه‏گیری میزان آلاینده باقیمانده در انتهای آزمایش، با روش‏های مناسب از قبیل استفاده از گاز کروماتوگرافی (GC)، نسبت به کاربردی کردن نتایج این پژوهش اقدام شود.

 

 



1. Nutrient agar

[2].Minimal salt medium

[3]. Diesel-degrading bacteria

[4]. Pseudomonas aerogenesis

References:

(1) Mandri T, Lin J. Isolation and characterization of engine oil degrading indigenous microorganism in Kwazulunatal, south africa. African J of Biotechnol 2007; 6(1): 023-7.

(2) Udeani TKC, Obroh AA, Azubike N. Isolation of bacteriafrom mechanic workshops soil environment cntaminated with used engine oil. AfricanJBiotechnol 2009; 8(22): 6301-03.

(3) Schaefer M, Seren O, Petersen J. Effects of Lumbricusterrestris, Allolobophorachlorotica and Eiseniafetida on microbial community dynamicsin oil-contaminated soil. SoilBiology&Biochemistry2005; 37: 2065.

(4) Margesin R, Zimmerbauer A, Schinner F. Monitoring of bioremediation bysoil biological activities.Chemosphere 2000; 40: 339-46.

(5) Vogel T M. Bioaugmentation as a soil bioremediation approach. Current Opinion in Biotechnology 1996; 7: 311-16.

(6) Khan JA, Rizvi SHA. Isolation and characterization of microorganism contaminated sites. Adv In Applied Sci Res 2011; 2(3):455-60.

(7) Ojo AO. Petroleum hydrocarbon utilization by native bacterial population from a wastewater canal South west Nigeria African. J Biotechnol 2006; 5(4): 333-7.

(8) Sorkhoh NA, Ibrahim AS, Ghannouin MA. High temperature hydrocarbon degradation by Bacillus stearothermophilus from oil polluted Kuwait desert. Applied Microbiology and Biotechnolog1993; 39: 123-6.

(9) Ijah UJJ, Antai SP. Removal of nigerian light crude oil in soil over a 12-month period. International Biodeterioration& Biodegradation; 2003; 51: 93-9.

(10)           Okoh, A.I., Trejo-Hernandez, M.R. Remediation of petroleum polluted systems: Exploiting the bioremediation trategies. African Journal of Biotechnology 2006; 5(25): 2520-25.

(11)           Mohsenzadeh F, Nasseri S, Mesdaghinia A, Nabizadeh R, Zafari D, Chehregani A. Phytoremediation of petroleum contaminated soils: Prescreening for suitable plants and rhizospheral fungi. Toxicological & Environmental Chemistry 2009; 91(8): 1443-53.

(12)           Talaie AR. Parametric study of petroleum compounds biodegradation using microorganisms.[Dissertation] Islamic Azad University, Science and Research Branch, Ahvaz.; 2008.

(13)           Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater19th ed, New Yourk: American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation, 1998.

(14)           Fredrickson JK. & D.L. Balkwill. Sampling and enumeration techniques. In: Burlage R S, Atlas R, Stahl D, Geesey G & Sayler G (Eds). Techniques in Microbial Ecology (pp 239-254), New Yourk: Oxford University Press, 1998.

(15)           Mittal A, Singh P. Isolation ofhydrocarbon degrading Bacteria from soilscontaminated with crude oil spills. Indian J Exp Biology 2009; 47:760-5.

(16)           Bradford MM.A rapid and sensitive method for quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye-binding. Anal Biochem 1976; 72:248-54.

(17)           Marquez-Rocha FJ, Hernandez-Rodri V, Teresa-Lamela M. .Biodegradation of diesel oil in soil by a microbial consortium. Water, Air, and Soil Pollution; 2001; 128 (3-4): 313-320.

(18)           Delille D, Bassères A, Dessommes AA. Effectiveness of bioremediation for oil-polluted Antarctic sea water.PolarBiol1998; 19: 237–41.

(19)           Emtiazi G, Shakarami H, Mirdamadian SH. Utilization of petroleum hydrocarbonsby Pseudomonas sp.And transformed Escherichia coli. Africa Journal of Biotechnology 2005; 4(2): 172-6.

(20)           Daneshvar N, Khataee AR, Rasoulifard M, Pourhassan M. Biodegradation of dye solution containing Malachite Green: Optimization of effective parameters using Taguchi method. Journal of Hazardous Materials 2007; 143 (1-2): 214-9.

(21)           Bergey's Manual Trust; Manual of systematic Bacteriology. Second edition, 2004. Available at: http://mibi.unimuenster.de/imperia/md/content/biologie_immb/_v/download/fgmtaxonomiews10-11/bergey.pdf

(22)           Norris RD, Hinchee RE, Brown RA, McCarty PL, Semprini L, Wilson JT, et al. Hand book of Bioremediation. Boca Raton, FL: CRC Press; 1994.

(23)           Kirimura K, Nakagawa H, Tsuji K, Kazuya M, Kurane R, Usami Sh. Selective and continuous degradation of carbazole contained in petroleum oil by resting cells of Sphingomonas sp.CDH- BiosciBiotechnolBiochem1999; 63(9): 1563-68.