مطالعه میزان حذف کادمیم از خاک آلوده درنتیجة کاربرد بایوسورفکتانت به‌دست‌آمده از باکتری مقاوم به آلودگی کادمیم

نوع مقاله : پژوهشی- فارسی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان(خوراسگان)، اصفهان، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان(خوراسگان)، اصفهان، ایران،

چکیده

مقدمه: استفاده از روش‌های کارآمد و دوستدار محیط زیست برای اصلاح خاک‌های آلوده به فلزات بالقوه سمی و خطرناک نقش حیاتی در تأمین سلامت عمومی دارد. مطالعه حاضر با هدف بررسی قابلیت بایوسورفکتانت به‌دست‌آمده از باکتری مقاوم به کادمیم در حذف کادمیم از خاک آلوده به‌صورت طرح آماری کاملاً تصادفی و در سه تکرار اجرا شد.
مواد و روش‏‏ها: سه جدایه باکتری بومی شامل باسیلوس پومیلوس، آلکانیوراکس دیزلولی و مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس ازنظر میزان مقاومت به سطوح مختلف آلودگی به غلظت‌های مختلف کادمیم مطالعه شدند. به‌منظور ارزیابی ظرفیت تولید بایوسورفکتانت توسط جدایه برتر باکتری، چهار آزمون شامل گسترش لکه نفت، انهدام قطره نفتی، فعالیت امولسیون‌کنندگی و فعالیت همولیتیک بررسی شدند. سپس به‌منظور مطالعه میزان حذف کادمیم از خاک آلوده، سه تیمار شامل جدایه باکتری برتر، بایوسورفکتانت تولیدی توسط آن و شاهد به خاک آلوده اضافه شدند.
نتایج: با کاربرد باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس به‌عنوان جدایه باکتری برتر و بایوسورفکتانت تولیدی توسط آن در خاک آلوده به کادمیم مشاهده شد تیمار بایوسورفکتانت به‌طور معنی‌داری در مقایسه با سایر تیمارها قابلیت بیشتری در حذف کادمیم از خاک آلوده دارد. همچنین، تفاوت معنی‌داری میان تیمار باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس با تیمار شاهد مشاهده نشد.
بحث و نتیجه‏گیری: به‌طور کلی نتیجه‌گیری می‌شود بایوسورفکتانت تولیدشده توسط مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس پس از کالیبراسیون محلی و همچنین تکرار و اجرای آزمایش در شرایط طبیعی، با اطمینان بیشتری می‌تواند به‌عنوان اصلاح‌کنندة خاک‌های آلوده به کادمیم استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the Amount of Cadmium (Cd) Removal from Contaminated Soil Using the Biosurfactant Produced by the Tolerant Bacteria to Cd

نویسندگان [English]

  • ataei ateieh 1
  • jila Baharlouei 1
  • mitra Ataabadi 2
1 Department of Soil Science, Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
2 Department of Soil Science, Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Introduction: Using efficient and environment-friendly techniques for the remediation of potentially toxic and harmful metals in contaminated soils plays a vital role in public health. The present study was conducted to assess the efficiency of the biosurfactant produced by the tolerant bacteria to cadmium (Cd) for the removal of Cd from contaminated soil as a completely randomized design with three replications.
Materials and Methods: Three native strains of bacteria including Bacillus pumilus, Alcanivorax dieselolei, Marinobacter hydrocarbonoclasticus were studied in terms of resistance to different levels of Cd contamination. In order to evaluate the production capacity of biosurfactants in the superior strain, 4 tests of emulsification measurement, oil spreading, drop collapsing, and hemolytic activity were used. Then, to investigate the amount of Cd removal from the contaminated soil, three treatments including the superior strain, the biosurfactant produced by it, and the control soil (i.e., without the strain and biosurfactant) were added to the contaminated soil.
Results: By applying Marinobacter hydrocarbonoclasticus as the superior strain and the biosurfactant produced by it to the Cd contaminated soil, it was observed that the biosurfactant treatment significantly had more ability on Cd removal from the soil compared to other treatments. Also, there was no significant difference between the Marinobacter hydrocarbonoclasticus and the control treatment.
Discussion and Conclusion: In general, it is concluded that after local calibration and also repeating and performing the experiment in natural conditions, the biosurfactant produced by Marinobacter hydrocarbonoclasticus can be more reliably used as a conditioner for the soils contaminated with Cd.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil Contamination
  • Biosurfactant
  • Cadmium
  • Marinobacter hydrocarbonoclasticu

اصل مقاله

مقدمه

خاک به‌عنوان مهم‌ترین بستر طبیعی تولید غذا برای انسان و حیوانات، یکی از اجزای مهم اکوسیستم است که بقا و سلامتی انسان‌ها به‌طور مستقیم به آن وابسته است (1). در سال‌های اخیر آلودگی خاک و محیط زیست توسط فلزات سنگین نگرانی چشمگیری را ازنظر تهدید سلامت عمومی ایجاد کرده است (2, 3). فلزات سنگین علاوه بر منشأ طبیعی، درنتیجة فعالیت‌های مختلف انسانی نظیر کشاورزی، استخراج معدن، ذوب فلزات و غیره به خاک و محیط زیست وارد می‌شوند (4-6).

با توجه به اینکه فلزات سنگین برخلاف بسیاری از آلاینده‌های آلی به‌طور زیستی تجزیه‌پذیر نیستند و در محیط پایدارند و به‌دلیل داشتن اثر مستقیم و غیرمستقیم بر تهدید سلامت عمومی، یکی از نگرانی‌های اصلی جوامع بشری محسوب می‌شوند (7-9). در سال‌های اخیر توجه پژوهشگران به سمت بهبود روش‌های مدیریتی به‌ویژه در مصرف نهاده‌های شیمیایی با هدف ارتقای سلامت و کیفیت خاک و گیاه معطوف شده است (10)؛ اما همچنان، آلودگی خاک به فلزات سنگین یکی از چالش‌های اصلی محسوب می‌شود؛ بنابراین، دستیابی به روش مناسب برای حذف این آلاینده‌های معدنی امری ضروری است. برای اصلاح خاک‌های آلوده به فلزات سنگین روش‌های مختلفی نظیر استفاده از گیاه‌پالایی[1] (11)، باکتری‌های محرک رشد گیاه (12-14) و اصلاح‌کننده‌های آلی و شیمیایی مختلف (1, 2, 15, 16) مطالعه شده‌اند. با وجود این، بیشتر این روش‌ها ازنظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه نبوده‌اند و در برخی موارد با محیط زیست سازگار نیستند (6). علاوه بر این، فلزات سنگین در محیط زیست معمولاً با قدرت بالا با ذرات کلوئیدی و ترکیبات آلی پیوند برقرار می‌کنند (17) که این مسئلة مهمی در حذف این آلاینده‌ها با استفاده از روش‌های مرسوم پالایش درجا[2] به شمار می‌رود؛ بنابراین، تلاش برای یافتن سایر روش‌های کارآمد، ارزان و سازگار با محیط زیست شایان توجه محققان واقع شده است.

در این راستا، استفاده از بایوسورفکتانت تولیدی توسط ریزجانداران به‌عنوان یکی از جدیدترین فناوری‌های سازگار با محیط زیست در حذف فلزات سنگین محسوب می‌شود (18). از شاخص‌ترین باکتری‌های تولیدکنندة بایوسورفکتانت می‌توان به سودوموناس آئروژینوزا[3]، کورینه باکتریوم[4]، نوکاردیا[5]، رودوکوکوس[6]، باسیلوس سابتیلیس[7]، باسیلوس لیچنی فرمیس[8] و آرتروباکتر[9] و از قارچ‌ها به تورولوپسیس[10] و کاندیدا[11] اشاره کرد (19, 20).

استفاده از بایوسورفکتانت‌ها در حذف آلودگی فلزات سنگین مزایای بسیاری دارد که می‌توان به سمیت کم، تجزیه‌پذیری زیستی، سازگاری با محیط زیست، مقاومت در برابر فاکتورهای فیزیکی و تولید از مواد ارزان قیمت اشاره کرد (21). مطالعات نشان داده‌اند بایوسورفکتانت‌ها می‌توانند با کاهش کشش سطحی بین فلز و خاک و تشکیل میسل تحرک فلزات سنگین را افزایش دهند (22) و قادر به تشکیل کمپلکس با فلزات سنگین مانند سرب، نیکل، کادمیم و درنهایت، پاکسازی آنها از خاک هستند (23, 24).

اگرچه به خوبی نشان داده شده است سلول‌های باکتریایی می‌توانند کمپلکس‌های پایداری با فلزات موجود در محلول خاک تشکیل دهند، اطلاعات کمی دربارة استفاده از بایوسورفکتانت‌ها به‌منظور تشکیل کمپلکس با فلزات سنگین و حذف آنها از خاک‌های آلوده وجود دارد. با در نظر گرفتن این دیدگاه، مطالعه حاضر برای ارزیابی کارایی باکتری‌های تولیدکنندة بایوسورفکتانت برای حذف کادمیم از خاک آلوده انجام شده است.

مواد و روش‌ها

مشخصات منطقه نمونه‌برداری‌شده: این مطالعه از تیر ماه 1398 تا مرداد ماه 1399 در آزمایشگاه‌های دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی اصفهان (واحد خوراسگان) به‌صورت طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد. نمونه‌برداری از لایه‌های سطحی (0 تا 25 سانتی‌متر) خاک‌های منطقه شاهین‌شهر انجام شد. خاک مطالعه‌شده از لایه سطحی (0 تا 25 سانتی‌متر) در منطقه شاهین‌شهر نمونه‌برداری شد (جدول 1). تیمار مطالعه‌شده شامل عامل اصلاح‌کنندة خاک در سه سطح سویه باکتریایی، بایوسورفکتانت و شاهد بود. نمونه‌های خاک در معرض هوا خشک شدند و طبق اصول استاندارد در تعیین خصوصیات خاک از الک 2 میلی‌متر عبور داده شدند. سپس برخی خصوصیات فیزیکی شامل بافت خاک به روش هیدرومتر (25) و خصوصیات شیمایی خاک شامل pH با استفاده از دستگاه pH متر (26)، قابلیت هدایت الکتریکی با استفاده از دستگاه EC متر (27)، کربن آلی با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر مرئی - فرابنفش (28)، نیتروژن کل با استفاده از دستگاه کجلدال (29)، کلسیم، منیزیم و کادمیم با استفاده از دستگاه جذب اتمی (30) اندازه‌گیری شدند (جدول 1).

سه جدایه باکتریایی بومی شامل باسیلوس پومیلوس[12]، آلکانیوراکس دیزلولی[13] و مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس[14] در این مطالعه استفاده شدند که از مرکز ملی ذخایر زیستی و ژنتیکی ایران (https://ibrc.ir/) تهیه شده بودند. مقاومت جدایه‌ها به سطوح مختلف کادمیم ازنظر تشکیل کلونی روی پلیت سنجیده شد.

.تعیین مقاومت باکتری‌ها به عنصر کادمیم با استفاده از شاخص حداقل غلظت بازدارنده: با استفاده از شاخص حداقل غلظت بازدارنده (MIC)[15]، باکتری مقاوم انتخاب شد. برای این منظور، ابتدا پلیت‌هایی حاوی محیط نوترینت آگار با غلظت‌های مختلف کادمیم از نمک نیترات کادمیم شامل 1/0، 2/0، 3/0، 4/0، 5/0، 1، 5/1، 2 و 3 میلی‌مول بر لیتر تهیه شدند. سپس کلونی 3 گونه باکتری به‌صورت شعاعی بر سطح پلیت کشت داده شد و درنهایت، پلیت‌ها به مدت 24 ساعت در دمای 30 درجه سانتی‌گراد در انکوباتور گرماگذاری شدند. پس از طی زمان لازم، پلیت‌ها بررسی و براساس اولین رقتی که به‌طور کامل مانع رشد باکتری در محیط کشت آگار شد، شاخص حداقل غلظت بازدارنده تعیین شد (33).

.تهیه سوسپانسیون باکتری برای تلقیح به کشت پایه نمکی: به‌منظور تهیه سوسپانسیون باکتری برای تلقیح به کشت پایه نمکی برای تولید بایوسورفکتانت، باکتری در محیط نیم مک فارلند نوترینت براث، کشت و غلظت باکتری در آن تنظیم شد.

کشت باکتری برای تولید بایوسورفکتانت: محلول استریل گلوکز به‌عنوان منبع کربن به میزان 2 درصد حجمی به محیط کشت پایه نمکی بعد از اتوکلاو اضافه شد. درنهایت، 5 درصد از سوسپانسیون باکتریایی به محیط کشت پایه نمکی، اضافه و به مدت 7 روز در دمای 30 درجه سانتی‌گراد با سرعت 150 دور بر دقیقه در انکوباتور شیکر‌دار (مدل 1010DT شرکت (HelidolphUnimix قرار داده شد (34). سپس محیط‌های غذایی کشت به‌وسیله دستگاه سانتریفیوژ یخچال‌دار (مدل 4-16kh شرکت (Sigma با سرعت 10000 گرادیان به مدت 15 دقیقه در 4 درجه سانتی‌گراد سانتریفیوژ شدند تا بقایای سلولی حذف شوند (31). درنهایت، میزان تولید بایوسورفکتانت با استفاده از آزمون‌های گسترش لکه نفتی (35)، فعالیت امولسیون‌کنندگی (35)، انهدام قطره (36)، تعیین فعالیت همولیتیک خون (37, 38) و آزمون کشش سطحی (39) سنجش و ارزیابی شد.

.جداسازی و میزان تولید بایوسورفکتانت در غلظت‌های مختلف کادمیم: به‌منظور استخراج بایوسورفکتانت بعد از 7 روز انکوباسیون، سوسپانسیون میکروبی در دمای 4 درجه سانتی‌گراد و سرعت 10000 دور در دقیقه به مدت 15 دقیقه، سانتریفیوژ و سوپرناتانت محیط کشت جدا شد که حاوی بایوسورفکتانت است (19). در مرحله بعد pH محلول با اسید فسفریک به 3 رسانده شد. اتیل استات به نسبت برابر به محلول، اضافه و به مدت 20 دقیقه با سرعت 4700 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد. سپس فاز آلی جدا و در تبخیر‌کننده با دمای 50 درجه سانتی‌گراد، اتیل استات محلول نیز تبخیر شد (شکل 1- الف). درنهایت، مایع زرد رنگ حاوی بایوسورفکتانت در ظرف باقی ماند (34). سپس توسط دستگاه فریز درایر مایع زرد رنگ به‌جامانده خشک شد (شکل 1- ب). برای بررسی نوع گروه‌های عاملی مؤثر در حذف فلزات سنگین، از دستگاه FTIR (TENSOR 27) استفاده شد (61).

 

الف

ب

 

شکل 1- بایوسورفکتانت استخراج‌شده به‌صورت مایع در دستگاه تبخیرکننده در خلأ (الف)؛ خشک‌کردن بایوسورفکتانت در دستگاه فریز درایر (ب).

 

 

به‌منظور بررسی میزان تولید بایوسورفکتانت در غلظت‌های مختلف کادمیم، محیط کشت پایه نمکی در غلظت‌های 1/0، 2/0 و 3/0 میلی‌مولار از نمک نیترات کادمیم و در محدوده مقاومت باکتری تهیه شد. سپس محیط پیش کشت به میزان 5 درصد به محیط کشت‌های آماده‌شده، اضافه و در دمای 30 درجه سانتی‌گراد در انکوباتور شیکردار به مدت 7 روز با سرعت 150 دور بر دقیقه انکوبه شد. سپس محیط‌های غذایی کشت با دستگاه سانتریفیوژ یخچال‌دار با سرعت 10000 گرادیان به مدت 15 دقیقه در 4 درجه سانتی‌گراد سانتریفیوژ شدند تا بقایای سلولی حذف شوند (31).

اعمال آلودگی کادمیم و تیمار خاک‌ها: خاک استریل‌شده در اتوکلاو، به‌صورت مصنوعی و در آزمایشگاه به فلز کادمیم آلوده شد. برای این منظور محلول کادمیم با غلظت 3/0 میلی‌مولار از نمک نیترات کادمیم در محدوده غلظت مقاومت باکتری با نسبت 2 به 1 به خاک‌ها اضافه شد. سپس سوسپانسیون خاک‌ها در دمای 30 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 روز، شیک و بعد از آن، با سرعت 5000 دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شدند. درنهایت، سوپرناتانت دور ریخته و خاک آلوده به مدت 48 ساعت هوا خشک و از الک 2 میلی‌متر ‌عبور داده شد (40). برای اطمینان از آلوده‌شدن خاک به غلظت فلز سنگین مدنظر، در پایان این مرحله، غلظت کادمیم در خاک با استفاده از دستگاه جذب اتمی مدل Perkin Elmer Analyst 800 خوانده شد. پس از آلوده‌کردن خاک، سوسپانسیون باکتریایی به میزان 20 درصد به خاک آلوده تلقیح شد. سپس 2 درصد گلوکز به‌عنوان منبع کربن به خاک اضافه شد و به مدت 30 روز در دمای 30 درجه سانتی‌گراد انکوبه شد (41). نمونه شاهد نیز برای این مرحله تهیه شد که فاقد سوسپانسون باکتریایی بود. در تیمار محلول بایوسورفکتانت، نمونه‌های خاک آلوده به فلز سنگین درون فالکون‌هایی حاوی سوپرناتانت حاوی بایوسورفکتانت، با نسبت 10:1 به مدت 24 ساعت در محیط آزمایشگاه با سرعت 150 دور در دقیقه شیک شدند. مراحل مذکور برای نمونه شاهد نیز انجام شد؛ اما به‌جای محلول حاوی بایوسورفکتانت از آب مقطر استفاده شد (19).

.اندازه گیری غلظت کادمیم باقی‌مانده در خاک بعد از اعمال تیمارها: بعد از 24 ساعت سوسپانسیون خاک و سوپرناتانت حاوی بایوسورفکتانت صاف و خاک روی کاغذ صافی خشک شد (19). خاک مذکور به روش اسید کلریدیک و اسید نیتریک با نسبت 1:3 هضم و میزان کل فلز کادمیم باقی‌مانده در خاک با استفاده از دستگاه جذب اتمی مدل Perkin Elmer Analyst 800 خوانده شد. سوسپانسیون خاک‌های آلوده حاوی باکتری نیز سانتریفیوژ شدند و خاک باقی‌مانده خشک شد (41). خاک مذکور به روش اسید کلریدیک و اسید نیتریک با نسبت 1:3 هضم و میزان کل فلز کادمیم باقی‌مانده در خاک خوانده شد؛ درنهایت، برای محاسبه درصد حذف فلزات سنگین از خاک از رابطة 1 استفاده شد (42).

 

(رابطه 1)

 

 

 

تجزیه و تحلیل داده‌ها: پس از جمع‌آوری داده‌ها، تجزیه و تحلیل داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS و مقایسه میانگین به روش LSD در سطح 5 درصد انجام گرفت.

 

نتایج.

.تعیین مقاومت باکتری‌ها به آلودگی کادمیم: براساس جدول 1 مشاهده می‌شود خاک مطالعه‌شده دارای بافت سنگین بوده است و ضمن داشتن کربن آلی قابل توجه، شوری بالایی نیز دارد؛ زیرا بخش عمدة خاک‌های کشور، درصد کربن آلی کمتر از 1 درصد دارند و خاک مناسب ازنظر شوری باید EC کمتر از 4 دسی‌زیمنس بر متر داشته باشد. همچنین، مقدار pH بالای این خاک، ازجمله نکاتی است که همراه با شوری می‌تواند به‌عنوان عوامل اثرگذار بر تحرک و قابلیت استفادة عناصر در خاک نقش مهمی داشته باشد. وضعیت عناصر نیتروژن، کلسیم و منیزیم خاک ازنظر دامنه غلظتی مطلوب بود. همچنین، سطح غلظتی کادمیم در این خاک به حدی پایین است که مسئله‌ای ازنظر آلودگی ایجاد نمی‌کند (جدول 1).

براساس اطلاعات ارائه‌شده در جدول 2 مشاهده می‌شود باکتری آلکانیوراکس دیزولولی تا غلظت 2/0 میلی‌مولار کادمیم و باکتری باسیلوس پومیلوس تا غلظت 3/0 میلی‌مولار کادمیم رشد داشتند و قادر به رشد در غلظت‌های بالاتر کادمیم نبودند؛ اما مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس توانست غلظت 4/0 میلی‌مولار کادمیم را تحمل کند و در این غلظت قادر به رشد بود. بنابراین، باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس به‌عنوان مقاوم‌ترین باکتری در برابر کادمیم، شناسایی و برای انجام آزمایش‌های بعدی انتخاب شد.

 

 

 

 

جدول 1- برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک مطالعه‌شده

مقادیر

ویژگی‌های خاک

رس

بافت خاک

6/19

شن (%)

32

سیلت (%)

4/48

رس (%)

32/4

قابلیت هدایت الکتریکی (dS/ m)

45/8

pH

36/1

کربن آلی (%)

2/1

نیتروژن کل

36

کلسیم  (Meq/ L)

5

منیزیم  (Meq/ L)

1/0>

کادمیم کل (mg/ Kg)

غیرقابل تشخیص توسط دستگاه

کادمیم قابل دسترس (mg/ Kg)

 

جدول 2- رشد باکتری در غلظت‌های مختلف فلز کادمیم

باکتری                       غلظتCd

1/0

2/0

3/0

4/0

5/0

1

5/1

2

3

مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس

+

+

+

+

-

-

-

-

-

باسیلوس پومیلوس

+

+

+

-

-

-

-

-

-

آلکانیوراکس دیزلولی

+

+

-

-

-

-

-

-

-

+: رشد باکتری، -: عدم رشد باکتری، غلظت فلز سنگین برحسب mmol/L

 

 

بررسی ایزوله برتر ازنظر تولید بایوسورفکتانت: به‌منظور بررسی توان تولید بایوسورفکتانت در باکتری مقاوم منتخب از روش‌های آزمون گسترش لکه نفت، انهدام قطره نفتی، فعالیت امولسیون‌کنندگی، فعالیت همولیتیک و اندازه‌گیری کشش سطحی استفاده شد. نتایج آزمون گسترش لکه نفت نشان دادند سوپرناتانت حاصل از باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس توانست لایه نفتی را کنار بزند و هاله‌ای شفاف به قطر 5/1 سانتی‌متر ایجاد کند (شکل 2-a). با توجه به اینکه قطر هاله ایجادشده 10 تا 20 میلی‌متر بود، می‌توان قدرت تولید بایوسورفکتانت این باکتری را با علامت ++ نشان داد.

براساس نتایج روش انهدام قطره، سوپرناتانت حاصل از باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس توانست شکل قطره نفتی را تغییر دهد؛ به‌گونه‌ای‌که قطره نفتی از حالت کاملاً برآمده و گرد خارج و متمایل شد. میزان این تمایل زیاد بود؛ اما به میزانی نبود که قطره کاملاً مسطح و پهن شود (شکل 2-b)؛ بنابراین، طبق دستورالعمل، نتایج حاصل از آزمون انهدام قطره برای بایوسورفکتانت تولیدی ++ بود. برای بررسی فعالیت امولسیون‌کنندگی بایوسورفکتانت تولیدی از آزمون EI24 استفاده شد. پس از گذشت 24 ساعت، ارتفاع امولسیون ایجادشده، 7 میلی‌متر و ارتفاع کل مایع درون لوله آزمایش 30 میلی‌متر بود (شکل 2-c). با توجه به نتایج، فعالیت امولسیون‌کنندگی بایوسورفکتانت حاصل از باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس 33/23 درصد به دست آمد.

نتایج حاصل از آزمون تعیین فعالیت همولیتیک نشان دادند جدایه باکتری به‌کاررفته در این پژوهش، همولیز مثبت یا بتا داشت و قطر هاله ایجادشده کمتر از 1 سانتی‌متر بود (شکل 2-d)؛ بنابراین، مطابق دستورالعمل، درجه فعالیت همولیتیک این بایوسورفکتانت ++ می‌شود. درنهایت، مقدار بایوسورفکتانت تولیدشده توسط باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس بعد از 7 روز انکوباسیون در دمای 30 درجه سانتی‌گراد جداسازی و اندازه‌گیری شد. ماده جداسازی‌شده حاصل از تخلیص بایوسورفکتانت، قهوه‌ای رنگ با قوام چرب بود (شکل 2-e). میزان بایوسورفکتانت به‌دست‌آمده 82/19 گرم بر لیتر اندازه‌گیری شد.

 

 

 

شکل 2- بررسی توان تولید بایوسورفکتانت در باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس با استفاده از روش‌های آزمون گسترش لکه نفت (a)، انهدام قطره نفتی (b)، فعالیت امولسیون‌کنندگی (c)، و فعالیت همولیتیک (d). در شکل e بایوسورفکتانت استخراج‌شده نمایش داده شده است.

 

 

.آنالیز طیف‌سنجی FTIR بایوسورفکتانت استخراج‌شده: براساس نتایج آنالیز FTIR (شکل 3)، جذب موجود در طول موج 3424 احتمالاً ناشی از پیوند -OH گروه هیدروکسیل است. طول موج 1636 نشان‌دهندة پیوند C=O در یک گروه آمید و پیوند C=C در یک گروه آلکن، طول موج 1034 بیان‌کنندة پیوند C-O-O-CO در انیدرید، طول موج 1521 نشان‌دهندة پیوند N-O در ترکیب نیترو و جذب در طول موج 2348 بیان‌کنندة پیوند O=C=O در ترکیب کربن‌دی‌اکسید است؛ بنابراین، نتایج به‌دست‌آمده از طیف‌سنجی در این تحقیق با ساختار کلی بایوسورفکتانت هماهنگی دارند.

.تأثیر غلظت کادمیم بر تولید بایوسورفکتانت: همان‌طور که اشاره شد، غلظت‌های مختلف کادمیم در محدوده مقاومت باکتری به محیط کشت پایه نمکی اضافه شدند و سپس باکتری کشت داده شد. سپس میزان تولید بایوسورفکتانت از روش‌های فعالیت امولسیون‌کنندگی، لکه نفتی و انهدام قطره نفتی بررسی شد. نتایج حاصل از روش فعالیت امولسیون‌کنندگی نشان دادند با افزایش غلظت کادمیم از 1/0 میلی‌مولار به 2/0 میلی‌مولار و از 2/0 میلی‌مولار به 3/0 میلی‌مولار فعالیت امولسیون‌کنندگی به‌ترتیب 16/24 درصد افزایش و 10 درصد کاهش داشت (شکل 4). به عبارتی نتایج نشان می‌دهند افزایش غلظت کادمیم تا حدی باعث افزایش تولید بایوسورفکتانت شده است و از آن حد به بعد باعث کاهش تولید بایوسورفکتانت می‌شود. در تست لکه نفتی قطر هاله ایجادشده در تمامی غلظت‌های کادمیم کمتر از یک سانتی‌متر بود و بنابراین با علامت + نشان داده می‌شود (جدول 3). نتایج روش انهدام قطره نفتی نشان دادند در غلظت‌های 1/0 میلی‌مولار کادمیم میزان انحنای ایجادشده در سطح قطره نفتی بسیار اندک بود و طبق قرارداد با علامت + نشان داده شد. در سایر غلظت‌ها انحنای ایجادشده بیشتر بود؛ اما قطره کاملاً مسطح نشده بود و بنابراین، با علامت ++ نشان داده شد (جدول 3).

 

 

 

شکل 3- طیف جذبی آنالیز FTIR بایوسورفکتانت تولیدشده توسط باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس

 

 

 

شکل 4- اثر غلظت‌های مختلف کادمیم بر تولید بایوسورفکتانت

جدول 3- اثر سطوح غلظتی مختلف کادمیم بر تولید بایوسورفکتانت

نوع آلودگی

میزان آلودگی

تست لکه نفتی

تست انهدام قطره

کادمیم

1/0 (میلی‌مولار)

+

+

2/0 (میلی‌مولار)

+

++

3/0 (میلی‌مولار)

+

++

تست لکه نفتی (35)، +: قطر دایره شفاف ایجادشده توسط عصاره حاصل از سانتریفیوژ کمتر از 10 میلی‌متر است؛ تست انهدام قطره (36)، +: قطره ایجادشده کمی متمایل است؛ ++: قطره ایجادشده خیلی متمایل است.

.بررسی اثر تیمارهای اصلاح کننده بر حذف کادمیم از خاک: نتایج تجزیه واریانس اثر تیمارهای اصلاح‌کننده (باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس و بایوسورفکتانت تولیدی توسط آن) بر حذف کادمیم از خاک آلوده نشان دادند تیمارهای اصلاح‌کننده به‌طور معنی‌داری بر درصد حذف کادمیم از خاک تأثیر دارند (جدول 4).

 

جدول 4- نتایج تجزیه واریانس اثر تیمارهای اصلاح‌کننده بر حذف کادمیم

منابع تغییرات

درجه آزادی

میانگین مربعات درصد حذف

اصلاح‌کننده

2

**73/65

خطا

6

94/1

ضریب تغییرات (%)

76/1

**: معنی‌دارشدن در سطح آماری 1 درصد

 

نتایج مقایسه میانگین اثر تیمارهای اعمال‌شده بر حذف کادمیم نشان می‌دهند اختلاف معنی‌داری بین تیمار باکتری و تیمار شاهد وجود ندارد؛ درحالی‌که تیمار بایوسورفکتانت به‌طور معنی‌داری در مقایسه با سایر تیمارها (حدود 10 درصد افزایش نسبت به تیمار شاهد و 11 درصد افزایش نسبت به تیمار باکتری) باعث حذف کادمیم از خاک آلوده شده است (جدول 5).

 

جدول 5- مقایسه میانگین اثر تیمارهای اصلاح کننده بر حذف کادمیم

درصد حذف (%)

حذف‌کننده

b 62/76

شاهد

a 31/84

بایوسورفکتانت

b 83/75

باکتری

78/2

LSD

میانگین‌های با حروف متفاوت، در سطح پنج درصد آزمون LSD اختلاف معنی‌دار دارند.

بحث

در پژوهش‌های ابو شانا و همکاران میانگین میزان مقاومت باکتری‌های بررسی‌شده (Arthrobacter rhombi، Clavibacter xyli، Microbacterium arabinogalactanolyticum، Rhizobium mongolense، و Variovorax paradoxus) برای فلز کادمیم 5/0 میلی‌مول بر لیتر گزارش شد (43). زید و همکاران بیشترین غلظت قابل تحمل فلز کادمیم برای باکتری‌های مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس، باسیلوس پومیلوس و آلکانیوراکس دیزلولی را به‌ترتیب 4/0، 3/0 و 2/0 میلی‌مولار به دست آوردند (44). این پژوهشگران بیان کردند باکتری‌هایی که مقاومت بیشتری به یک فلز سنگین دارند، به‌دلیل توسعه مکانیسم‌هایی برای پالایش محیط اطراف خود، به آن فلز مقاومت پیدا می‌کنند.

به‌منظور ارزیابی و شناسایی سویه‌های مولد بایوسورفکتانت، روش‌های استانداردی استفاده می‌شوند. یوسف و همکاران (31) روش گسترش لکه نفتی را بهترین آزمون برای غربال‌گری سویه‌های مولد بایوسورفکتانت معرفی کردند. با افزایش غلظت بایوسورفکتانت، هاله شفاف ایجادشده در سطح نفت وسیع‌تر خواهد بود. موریکاوا و همکاران بیان کردند قطر ناحیه شفاف ایجادشده رابطه مستقیمی با غلظت بایوسورفکتانت موجود در محیط دارد (45). در روش انهدام قطره نفتی، قطرة حاوی بایوسورفکتانت، در سطح نفت منهدم شده و پخش می‌شود (31). با افزایش غلظت بایوسورفکتانت تولیدی، اندازه قطره نفتی افزایش می‌یابد. پاویتران و همکاران (46) نیز بیان کردند رابطه مستقیمی بین قطر نمونه و غلظت بایوسورفکتانت وجود دارد؛ به‌گونه‌ای‌که غلظت کم بایوسورفکتانت با توجه به آبگریزبودن نفت باعث باقی‌ماندن قطره و تجمع آن روی سطح می‌شود؛ البته این روش به غلظت‌های کم بایوسورفکتانت حساس نیست. طغرل و کانسونار از این روش برای غربالگری بایوسورفکتانت از باکتری‌های Pseudomonas aeruginosa و Bacillus subtilis استفاده کردند و از آن به‌عنوان یک روش سریع تشخص تولید بایوسورفکتانت یاد کردند (47).

فعالیت امولسیون‌کنندگی مقیاسی از قدرت و توانایی بایوسورفکتانت تولیدی در امولسیون‌کردن هیدروکربن‌ها و ترکیبات نفتی است (35). دستغیب و همکاران از روش شاخص امولسیون‌کنندگی در منابع کربن مختلف ساکارز، عصاره مخمر، گلوکز و فروکتوز برای غربالگری بایوسورفکتانت استفاده کردند (48). پورتیلا-ریورا و همکاران از شاخص امولسیون‌کنندگی برای تولید بایوسورفکتانت Lactobacillus pentosus استفاده کردند و درصد امولسیون‌کنندگی را 38 تا 42 درصد برای گازوئیل و 14 درصد برای سورفکتانت تجاری به دست آوردند (49).

بررسی فعالیت همولیتیکی که به وجود بایوسورفکتانت‌ها نسبت داده می‌شود، به‌علت سادگی، سرعت بالا و نیازنداشتن به امکانات پیچیده آزمایشگاهی، به‌عنوان معیار انتخاب اولیه باکتری‌های مولد بایوسورفکتانت استفاده می‌شود. این روش کارایی وسیعی در غربال‌کردن باکتری‌های تولیدکننده بایوسورفکتانت دارد و در مطالعات مختلف، استفاده از این روش گزارش شده است (38, 50). فعالیت همولیتیک با حضور منطقه شفاف (هاله) اطراف کلونی‌های باکتریایی شناسایی می‌شود (51). به‌طور کلی واکنش همولیتیک با توجه به ظاهر منطقه اطراف کلونی با آلفا، بتا و گاما در محیط آگار خون‌دار مشخص می‌شود. همولیز آلفا زمانی است که محیط اطراف کلونی به‌صورت یک منطقه سبز رنگ و همولیز بتا به‌صورت یک منطقه روشن در اطراف کلونی باکتریایی در آگار خون‌دار ایجاد می‌شود. در صورتی که هیچ تغییری در محیط اطراف کلونی صورت نگیرد، هیچ همولیزی در آگار خون‌دار رخ نداده است و واکنش همولیز گاما است (52). در پژوهش برنمر و آویگود (53) از همولیز بتا در محیط آگار خون‌دار به‌عنوان معیار تولید بایوسورفکتانت استفاده شد. همچنین، نتایج آزمون کشش سطحی نشان دادند بایوسورفکتانت حاصل از سویه مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس قادر به کاهش کشش سطحی از 67 (شاهد) به زیر 40 میلی‌نیوتن بر متر بود و توانست کشش سطحی را به 37 میلی‌نیوتن بر متر برساند. کاهش کشش سطحی محیط رشد مهم‌ترین و اصلی‌ترین معیار برای اثبات تولید بایوسورفکتانت است. در پژوهش‌های دیگری نیز نشان داده شد اندازه‌گیری کشش سطحی می‌تواند نشان‌دهندة تولید بایوسورفکتانت باشد (54, 55). طبق روش دسایی و بانات (56) توانایی کاهش کشش سطحی پایین‌تر از 40 میلی‌نیوتن بر متر نشان‌دهندة قابلیت گونه مدنظر به‌عنوان تولید‌کنندة بایوسورفکتانت است.

باکتری­های قادر به تولید بایوسورفکتانت، با توجه به شرایط محیط و منبع کربن، قابلیت­های متفاوتی ازنظر میزان تولید بایوسورفکتانت دارند. پنگ و همکاران (57) گزارش کردند باکتری سودوموناس مارسیزنس[xvi] در منبع کربن هگزادکان قادر است 4/3 گرم بر لیتر بایوسورفکتانت تولید کند. تفاوت در مقادیر تولید بایوسورفکتانت توسط این باکتری احتمالاً به‌علت تفاوت در سوبسترا و شرایط گرماگذاری است (57). در پژوهش‌های ورناصری و قندعلی (35) مقدار بایوسورفکتانت جداشده از نفت سفید توسط باکتری‌های سودوموناس پوتیدا[xvii] و باسیلوس لاتزوسپوروس[xviii] به‌ترتیب 2/10 گرم بر لیتر و 4/8 گرم بر لیتر بود. همچنین، مقدار بایوسورفکتانت جداشده از منبع کربن گلوکز توسط دو باکتری سودوموناس پوتیدا و باسیلوس لاتزوسپوروس به‌ترتیب 7/1 گرم بر لیتر و 3/1 گرم بر لیتر و از منبع کربن ملاس به‌ترتیب 5/6 و 8/5 بود.

همان‌طور که در مطالعات گذشته نشان داده شده است، هیدروفوبیک بایوسورفکتانت‌ها شامل اسیدچرب اشباع‌شده یا اشباع‌نشده، زنجیره‌های هیدروکربنی یا الکل‌های چرب است. جزء هیدروفیل بایوسورفکتانت بسیار متنوع و شامل پپتیدهای کاتیونی یا آنیونی و اسیدهای مونو، دی یا پلی‌ساکاریدی است (58). زوبولیس و همکاران (59) نشان دادند افزودن بایوسورفکتانت‌ها ممکن است جذب فلزات سنگین از خاک را به دو روش بهبود بخشد؛ نخست، ازطریق کمپلکس‌شدن با شکل آزاد فلز در محلول باعث کاهش فعالیت فاز محلول فلز می‌شود. دوم، با کاهش کشش سطحی و بین سطحی فلز و خاک باعث جذب آنها به سلول باکتری می‌شود. بایوسورفکتانت‌ها در حدواسط دو فاز جامد - محلول تجمع می‌یابند و تماس مستقیم بین بایوسورفکتانت و فلز جذب‌شده را ممکن می‌کنند. درواقع مکانیسم بایوسورفکتانت برای رفع آلودگی فلزات سنگین درنتیجة جذب سورفکتانت به سطح خاک و تشکیل کمپلکس با فلز، جداشدن از خاک و درنهایت شرکت در مسیل‌های سورفکتانتی اتفاق می‌افتد (59, 60). داس و همکاران (18) نشان دادند رامینولیپید‌ها می‌توانند در حضور کاتیون‌های آب و خاک، با فلزات سنگین مانند کادمیم تشکیل کمپلکس دهند و آنها را به خوبی حذف کنند.

جهانشاه و همکاران (19) در مطالعات خود دریافتند تمایل بایوسورفکتانت‌ها برای جذب فلزات مختلف، متفاوت است و بیان کردند با توجه به بار یونی و غلظت بایوسورفکتانت، نوع و بار فلز، پایداری اتصال فلز به بایوسورفکتانت و نیز میزان فلز در خاک، بایوسورفکتانت‌ها با میل ترکیبی متفاوتی به فلزات متصل می‌شوند. در پژوهشی پس از شستشوی خاک آلوده با استفاده از بایوسورفکتانت به‌دست‌آمده از باکتری باسیلوس سابتیلیس سویه A21، 2/44 درصد کادمیم از خاک آلوده حذف شد. در این پژوهش پارامترهایی مانند غلظت سورفکتانت، دما و pH محلول شستشو بر توانایی حذف فلزات سنگین توسط بایوسورفکتانت مؤثر بودند (24).

 

نتیجه‌گیری

نتایج مطالعه حاضر نشان دادند براساس حداقل غلظت بازدارنده (MIC) فلز کادمیم، از میان سه باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس، باسیلوس پومیلوس و آلکانیوراکس دیزلولی، باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس به‌دلیل برخورداری از MIC بیشتر، به‌عنوان مقاوم‌ترین باکتری انتخاب شد و قابلیت آن در تولید بایوسورفکتانت با استفاده از آزمون‌های گسترش لکه نفت، انهدام قطره نفتی، فعالیت امولسیون‌کنندگی، فعالیت همولیتیک و اندازه‌گیری کشش سطحی سنجیده و درنهایت تأیید شد. همچنین، نتایج مربوط به آنالیز طیف‌سنجی FTIR بایوسورفکتانت تولیدی توسط باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس بر تأیید ساختار ترکیب تولیدی به‌عنوان بایوسورفکتانت صحه گذاشت. درنهایت، با بررسی قابلیت باکتری مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس و بایوسورفکتانت تولیدی از آن در حذف کادمیم از خاک آلوده نشان داده شد تیمار بایوسورفکتانت به‌طور معنی‌داری در مقایسه با سایر تیمارها باعث حذف کادمیم از خاک آلوده می‌شود. براساس مطالعات گذشته، باکتری‌های خاک واکنش‌های متفاوتی به شرایط مختلف خاک نشان می‌دهند (برای مثال، کمبود یا سمیت عناصر غذایی، شوری خاک، آلودگی خاک و غیره). شناسایی این واکنش‌ها و توانایی‌ها به ما کمک می‌کند از آنها برای بهبود سلامت خاک و محصول و درنتیجه سلامت عمومی استفاده کنیم. به‌طور کلی از یافته‌های این پژوهش نتیجه‌گیری می‌شود بایوسورفکتانت تولیدشده توسط مارینوباکتر هیدروکربنوکلاستیکوس پس از کالیبراسیون محلی و همچنین تکرار و اجرای آزمایش در شرایط طبیعی، با اطمینان بیشتری می‌تواند برای پالایش خاک‌های آلوده به کادمیم استفاده شود.

 

[1]- Phytoremediation

[2]- In situ remediation

[3]- Pseudomonas aeroginosa

[4]- Corynebacterium

[5]- Nocardia

[6]- Rhodococcus

[7]- Bacillus subtilis

[8]- Bacillus licheniformis

[9]- Arthrobacter

[10]- Torulopsis bombicola

[11]- Candida spp

[12]- Bacillus pumilus

[13]- Alcanivorax dieselolei

[14]- Marinobacter hydrocarbonoclasticus

[15]- Minimum Inhibitory Concentration

[xvi]- S. marcescens

[xvii]- pseudomonas putia 1694

[xviii]- Bacillus laterosporus

مراجع

  • Mousavi SM., Srivastava AK., Cheraghi M. Soil health and crop response of biochar: An updated analysis. Journal of Archives of Agronomy and Soil Science 2022; 1-26.
  • Mousavi SM. Silicon and nano-silicon mediated heavy metal stress tolerance in plants. Elsevier; 2022, 181-91.
  • Mousavi SM., Brodie G., Payghamzadeh K., Raiesi T., Srivastava AK. Lead (Pb) bioavailability in the environment, its exposure and effects. Journal of Advances in Environmental Health Research 2022; 10 (1): 1-4.
  • Mousavi SM., Bahmanyar MA., Pirdashti H. Lead and cadmium availability and uptake by rice plant in response to different biosolids and inorganic fertilizers. American Journal of Agricultural and Biological Sciences 2010; 5 (1): 25-31.
  • Mousavi SM., Bahmanyar MA., Pirdashti H., Gilani SS. Trace metals distribution and uptake in soil and rice grown on a 3-year vermicompost amended soil. African Journal of Biotechnology 2010; 9 (25): 3780-5.
  • Chi T., Zuo J., Liu F. Performance and mechanism for cadmium and lead adsorption from water and soil by corn straw biochar. Journal of Frontiers of Environmental Science & Engineering 2017; 11 (2): 1-8.
  • Mousavi SM., Bahmanyar MA., Pirdashti HA. Phytoextraction of nickel and chrome in paddy soil amended with municipal solid waste and sewage sludge. Journal of Environmental Science and Engineering 2011; 5 (5).
  • Mousavi SM., Bahmanyar MA., Pirdashti H. Phytoavailability of some micronutrients (Zn and Cu), heavy metals (Pb, Cd), and yield of rice affected by sewage sludge perennial application. Journal of Communications in Soil Science Plant Analysis 2013; 44 (22): 3246-58.
  • Mousavi SM., Bahmanyar MA., Pirdashti H., Moradi S. Nutritional (Fe, Mn, Ni, and Cr) and growth responses of rice plant affected by perennial application of two bio-solids. Journal of Environmental Monitoring Assessment 2017; 189 (7): 1-10.
  • Srivastava A., Wu QS., Mousavi SM., Hota D. Integrated soil fertility management in fruit crops: An overview. International Journal of Fruit Science 2021; 21 (1): 413-39.Gravand F., Rahnavard A., Pour GM. Investigation of vetiver grass capability in phytoremediation of contaminated soils with heavy metals (Pb, Cd, Mn, and Ni). Soil Sediment Contamination: An International Journal 2021; 30 (2): 163-86.
  • Gravand F., Rahnavard A., Pour GM. Investigation of vetiver grass capability in phytoremediation of contaminated soils with heavy metals (Pb, Cd, Mn, and Ni). Soil Sediment Contamination: An International Journal 2021; 30 (2): 163-86.

 

  • Mousavi SM., Motesharezadeh B., Hosseini HM., Alikhani H., Zolfaghari AA. Root-induced changes of Zn and Pb dynamics in the rhizosphere of sunflower with different plant growth promoting treatments in a heavily contaminated soil. Journal of Ecotoxicology and Environmental Safety 2018; 147: 206-16.
  • Mousavi SM., Motesharezadeh B., Hosseini HM., Alikhani H., Zolfaghari AA. Geochemical fractions and phytoavailability of zinc in a contaminated calcareous soil affected by biotic and abiotic amendments. Environmental Geochemistry Health 2018; 40 (4): 1221-35.
  • Moshiri F., Ebrahimi H., Ardakani MR., Rejali F., Mousavi SM. Biogeochemical distribution of Pb and Zn forms in two calcareous soils affected by mycorrhizal symbiosis and Alfalfa rhizosphere. Ecotoxicology and Environmental Safety 2019; 179: 241-8.
  • Mousavi SM., Moshiri F., Moradi S. Mobility of heavy metals in sandy soil after application of composts produced from maize straw, sewage sludge and biochar. Journal of Environmental Management 2018; 222: 132-4.
  • Mousavi SM., Nasrabadi M. Discussion of “remediation of heavy metals contaminated silty clay loam soil by column extraction with ethylenediaminetetraacetic acid and nitrilo triacetic acid” by Dariush Naghipour, Jalil Jaafari, Seyed Davoud Ashrafi, and Amir Hossein Mahvi. Journal of Environmental Engineering 2018; 144 (5): 07018003.
  • Mousavi SM., Motesharezadeh B., Hosseini HM., Zolfaghari AA., Sedaghat A., Alikhani H. Efficiency of different models for investigation of the responses of sunflower plant to Pb contaminations under SiO2 nanoparticles (NPs) and Pseudomonas fluorescens treatments. Arabian Journal of Geosciences 2022; 15 (14): 1-12.
  • Das A., Lal S., Kumar R., Verma C. Bacterial biosurfactants can be an ecofriendly and advanced technology for remediation of heavy metals and co-contaminated soil. International Journal of Environmental Science and Technology 2017; 14 (6):1343-54.
  • Jahanshah G., Nahvi I., Khodaverdee H., Barani M., Ghanavati H., Zarkesh SH. Feasibility of heavy metals removal from compost by biosurfactant. Journal of Water and Wastewater 2012; 23 (3): 119-24 (in Persian).
  • Zhang X., Xu D., Zhu C., Lundaa T., Scherr KE. Isolation and identification of biosurfactant producing and crude oil degrading Pseudomonas aeruginosa strains. Chemical Engineering Journal 2012; 209: 138-46.
  • De S., Malik S., Ghosh A., Saha R., Saha B. A review on natural surfactants. RSC Advances 2015; 5 (81): 65757-67.
  • Wang S., Mulligan CN. Rhamnolipid foam enhanced remediation of cadmium and nickel contaminated soil. Water, Air, and Soil Pollution 2004; 157 (1): 315-30.
  • Ramani K., Jain SC., Mandal AB., Sekaran G. Microbial induced lipoprotein biosurfactant from slaughterhouse lipid waste and its application to the removal of metal ions from aqueous solution. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2012; 97: 254-63.
  • Singh AK., Cameotra SS. Efficiency of lipopeptide biosurfactants in removal of petroleum hydrocarbons and heavy metals from contaminated soil. Journal of Environmental Science and Pollution Research 2013; 20 (10): 7367-76.
  • Gee GW., Or D. Particle-size analysis. Methods of soil analysis (Part 24) 2002; 4 (598): 255-93.
  • Klute A. Methods of soil analysis. Part I. Physical and mineralogical methods. Soil Science Society of America, Inc Publisher, Madison, WI. 1986.
  • Bremner JM. Total nitrogen. Methods of soil analysis Am Soc Agron Mongrn 10. 1982; 2: 594-624.
  • Walkley A., Black IA. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science 1934; 37 (1): 29-38.
  • Bremner JM. Nitrogen‐ Methods of soil analysis: Part 3 Chemical methods. 1996; 5: 1085-121.
  • Page AL. Methods of soil analysis, Part 2-chemical and microbiological properties. Soil Science Society of America. 1982.
  • Youssef NH., Duncan KE., Nagle DP., Savage KN., Knapp RM., McInerney MJ. Comparison of methods to detect biosurfactant production by diverse microorganisms. Journal of Microbiological Methods 2004; 56 (3): 339-47.
  • Shahami H. Investigation the possibility of production of biosurfactant by pseudomonas strain. Master Thesis, School of Chemical, Petroleum and Gas Engineering. University of Science and Technology 2007: 186 Pp (in Persian).
  • Tahmourespour A., Kermanshahi KR. Adaptability of Bacterial Isolates to Heavy Metals in Industrial Wastewater. Journal of Water and Wastewater 2007; 18 (1): 53-9 (in Persian).
  • Malek Mahmoudi S. Investigation the removal of crude oil from the soil by using Rhamnolipids produced by Pseudomonas aeruginosa PTCC1340. Master Thesis, School of Chemical Engineering. Babol Noshirvani University of Technology (BNUT) 2018:144 Pp, (in Persian).
  • Varnaseri Ghand Ali M. Effect of Pseudomonas Putida 1694 on production of biosurfactant, purification of oil contamination and heavy metals from the soil. Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz. 2015:153 Pp (in Persian).
  • Bodour AA., Miller-Maier RM. Application of a modified drop-collapse technique for surfactant quantitation and screening of biosurfactant-producing microorganisms. Journal of Microbiological Methods 1998; 32 (3): 273-80.
  • Francy D., Thomas J., Raymond R., Ward C. Emulsification of hydrocarbons by subsurface bacteria. Journal of Industrial Microbiology 1991; 8 (4): 237-45.
  • Rodrigues L., Moldes A., Teixeira J., Oliveira R. Kinetic study of fermentative biosurfactant production by Lactobacillus strains. Biochemical Engineering Journal 2006; 28 (2): 109-16.
  • Walter V., Syldatk C., Hausmann R. Screening concepts for the isolation of biosurfactant producing microorganisms. Biosurfactants 2010; 1-13.
  • Juwarkar AA., Dubey KV., Nair A., Singh SK. Bioremediation of multi-metal contaminated soil using biosurfactant—a novel approach. Indian Journal of Microbiology 2008; 48 (1): 142-6.
  • Sarin C., Sarin S. Removal of cadmium and zinc from soil using immobilized cell of biosurfactant producing bacteria. Environ Asia 2010; 3 (2): 49-53.
  • Emenike C., Agamuthu P., Fauziah S. Sustainable remediation of heavy metal polluted soil: A biotechnical interaction with selected bacteria species. Journal of Geochemical Exploration 2017; 182: 275-8.
  • Abou-Shanab R., Van Berkum P., Angle J. Heavy metal resistance and genotypic analysis of metal resistance genes in gram-positive and gram-negative bacteria present in Ni-rich serpentine soil and in the rhizosphere of Alyssum murale. Chemosphere 2007; 68 (2): 360-7.
  • Zeid A., Hassanein WA., Salama HM., Fahd GA. Biosorption of some heavy metal ions using bacterial species isolated from agriculture waste water drains in Egypt. Journal of Applied Sciences Research 2009; 372-83.
  • Morikawa M., Hirata Y., Imanaka T. A study on the structure–function relationship of lipopeptide biosurfactants. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids 2000; 1488 (3): 211-8.
  • Pavitran S., Balasubramanian S., Kumar P., Bisen P. Emulsification and utilization of high-speed diesel by a Brevibacterium species isolated from hydraulic oil. World Journal of Microbiology and Biotechnology 2004; 20 (8): 811-6.
  • Tugrul T., Cansunar E. Detecting surfactant-producing microorganisms by the drop-collapse test. World Journal of Microbiology and Biotechnology 2005; 21 (6): 851-3.
  • Dastgheib S., Amoozegar M., Elahi E., Asad S., Banat I. Bioemulsifier production by a halothermophilic Bacillus strain with potential applications in microbially enhanced oil recovery. Journal of Biotechnology Letters 2008; 30 (2): 263-70.
  • Portilla-Rivera O., Torrado A., Domínguez J., Moldes A. Stability and emulsifying capacity of biosurfactants obtained from lignocellulosic sources using Lactobacillus pentosus. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2008; 56 (17): 8074-80.
  • Plaza GA., Zjawiony I., Banat I. Use of different methods for detection of thermophilic biosurfactant-producing bacteria from hydrocarbon-contaminated bioremediated soils. Journal of Petroleum Science and Engineering 2006; 50 (1): 71-7.
  • Bicca FC., Fleck LC., Ayub MA. Production of biosurfactant by hydrocarbon degrading Rhodococcus ruber and Rhodococcus erythropolis. Revista de Microbiologia 1999; 30: 231-6
  • Varjani S., Rana D., Bateja S., Sharma M., Upasani V. Screening and identification of biosurfactant (bioemulsifier) producing bacteria from crude oil contaminated sites of Gujarat, India. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology 2014; 3 (2(.
  • Bernhemer A., Avigod L. nature and properties of a cytological agent produced by bacillus subtilis. Journal Genomics Microbiology 1970; 145: 53-6.
  • Barathi S., Vasudevan N. Utilization of petroleum hydrocarbons by Pseudomonas fluorescens isolated from a petroleum-contaminated soil. Environment International 2001; 26 (5-6): 413-6.
  • Emtiazi G., Shakarami H., Nahvi I., Mirdamadian S. Utilization of petroleum hydrocarbons by Pseudomonas sp. and transformed E. coli. African Journal of Biotechnology 2005; 4 (2): 172-6.
  • Desai JD., Banat IM. Microbial production of surfactants and their commercial potential. Microbiology and Molecular Biology Reviews 1997; 61 (1): 47-64.
  • Peng F., Wang Y., Sun F., Liu Z., Lai Q., Shao Z. A novel lipopeptide produced by a Pacific Ocean deep‐sea bacterium, Rhodococcus sp. TW53. Journal of Applied Microbiology 2008; 105 (3): 698-705.
  • Islam Janpen H., Kitten A., Dassara Y. Screening of biosurfactants producing bacteria and optimization of production process. Journal of Basic Microbiology 2000; 1-3.
  • Zouboulis A., Matis K., Lazaridis N., Golyshin P. The use of biosurfactants in flotation: application for the removal of metal ions. Journal of Minerals Engineering 2003; 16 (11): 1231-6.
  • Banat I. Characterization of biosurfactants and their use in pollution removal–State of the Art. Acta Biotechnologica 1995; 15 (3): 251-67.
  • Thavasi R., Subramanyam Nambaru VR., Jayalakshmi S., Balasubramanian T., Banat IM. Biosurfactant production by Azotobacter chroococcum isolated from the marine environment. Journal of Marine Biotechnology 2009; 11(5), 551-6.

 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار