نوع مقاله : پژوهشی- فارسی

نویسندگان

• مهسا صدیقی ¹
• سیمین ناصری ²

¹ گروه پژوهشی محیط زیست، پژوهشکده انرژی و محیط زیست، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران

² مرکز تحقیقات کیفیت آب، پژوهشکده محیط زیست، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران، naserise@tums.ac.ir

چکیده

مقدمه: استروژن مصنوعی 17 آلفا- اتینیل استرادیول (EE2) حتی در غلظت‌های بسیار کم می‌تواند اثرات نامطلوب بر محیط‌های آبی داشته باشد. شناسایی ارگانیسم‌هایی با توانایی تخریب این ترکیب، همواره حائز اهمیت بوده است. تخریب زیستی شامل فعالیت انواع میکروارگانیسم‌ها و مخلوط‌های میکروبی می باشد که در طی آن آلاینده برای رشد میکروارگانیسم مورد استفاده قرار می‌گیرد و یا در طی فرآیند متابولیسم همراه ، دستخوش تغییر می‌شود. در مطالعه حاضر، مخلوط میکروبی جداسازی شده از لجن فعال واحد تصفیه پساب داروسازی، برای تخریب زیستی EE2 به عنوان تنها منبع کربن-انرژی، مورد استفاده و مطالعه قرار گرفته است.
مواد و روش ها: آزمایش‌های مربوط به تطبیق و غنی سازی میکروارگانیسم ها در محیط حاوی نمک های معدنی شامل EE2 و لجن رقیق شده انجام شد تا سویه هایی که توانایی استفاده از EE2 را دارند جداسازی شوند. توانایی مخلوط میکروبی جداسازی شده در تخریب EE2 ، با افزودن آن در غلظت های متفاوت (0 تا 4 میلی گرم بر لیتر) بررسی شد. پس از بررسی روند رشد مخلوط میکروبی (به روش اسپکتروفتومتری) و روند تخریب EE2 (به روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا)، سینتیک رشد و تخریب با استفاده از مدل های متداول مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج: مخلوط میکروبی جداسازی شده، حاوی دو ایزولۀ باکتریایی بود. مخلوط میکروبی، توانایی تخریب مؤثر EE2 در غلظت های اولیۀ مختلف را دارا بود. سینتیک تخریب زیستی EE2، با توجه به حضور چند سیستم آنزیمی، از مدل آلوستریک- سیگموییدال تبعیت کرد. تخریب زبستی EE2 با رشد توده زیستی همراه بود. سینتیک رشد زیستی مخلوط میکروبی، از مدل مونود تبعیت کرد.
بحث و نتیجه گیری: مخلوط میکروبی جداسازی شده، قادر به تخریب زیستی EE2 در غلظت های اولیۀ مختلف بود. EE2 به عنوان سوبسترای حامی رشد توسط مخلوط باکتریایی مورد استفاده قرار گرفت چرا که تخریب آن منجر به افزایش جمعیت سلولی شد.

کلیدواژه‌ها

• 17 آلفا- اتینیل استرادیول
• تخریب زیستی
• لجن فعال
• مخلوط میکروبی
• مدل سازی سینتیکی

عنوان مقاله [English]

Biodegradation of 17α-ethynilestradiol Using a Mixed Culture Isolated from Activated Sludge of a Pharmacy Wastewater Treatment Unit

نویسندگان [English]

• Mahsa Sedighi ¹
• Simin Nasseri ²

¹ Energy and Environment Research Center, Niroo Research Institute, Tehran, Iran

² Center of Water Quality Research, Institute for Environmental Research, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction: Synthetic estrogen, 17α-ethinylestradiol (EE2), has adverse effects on aqueous environments even at the lowest concentrations. Identification of microorganisms with high degradation capability has always been expected. Biodegradation processes may involve the action of different microorganisms and microbial consortia, during which, either pollutants are consumed for growth or transformed due to co-metabolism. In this study, an enrichment culture of activated sludge from the pharmacy wastewater treatment unit was used for degradation of EE2 as the sole source of carbon and energy.
Material and method: For obtaining the strains with the capability of EE2 degradation, the sludge samples were used as seed and the enrichment culture was performed using mineral salt medium (MSM) with EE2 as the sole carbon source. To evaluate the EE2 degradability of the mixed culture, EE2 was added to the cultures at initial concentrations of 0-4 mg L-1. The degradation rate of EE2 (using HPLC) and the biomass concentration (using spectrophotometry) were monitored during the biodegradation process and the kinetic results were also investigated.
Results: Two colonies were obtained from the enrichment culture solution of activated sludge. It was concluded that the obtained mixed culture was able to degrade EE2 at different initial concentrations. Considering the probability of presence of multi-enzymes systems in the mixed culture which exhibit the property of cooperativity, the allosteric sigmoidal model was matched with the experimental data. The concentration of biomass was clearly increased along with EE2 biodegradation. The Monod growth equation was applied for modeling the variations of biomass concentration.
Discussion and conclusion: In this study a mixed culture capable of degrading EE2 as the sole carbon and energy source was isolated from the activated sludge of the pharmacy wastewater treatment unit. EE2 was used as a growth substrate due to the increase in the cell population.

کلیدواژه‌ها [English]

• 17α-ethinylestradiol
• Biodegradation
• Activated sludge
• Microbial consortia
• Kinetic modelling