پژوهشهای سلولی و مولکولی (مجله زیست شناسی ایران)
بررسی راندمان زیست پالائی آلودگیهای نفتی توسط سویههای باکتریائی بومی جدا شده از خاکهای آلوده مناطق سردسیری (مطالعه موردی: پالایشگاه تبریز)
نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسنده
عضو هیات علمی دانشگاه بوعلی سینا
چکیده
آلودگی¬ نفتی از مهم ترین آلودگی¬های خاک می¬باشد. زیست پالایی، فن¬آوری موثر و کاربردی جهت پاکسازی خاک¬های آلوده است. برخی از میکروارگانیسم¬ها قابلیت زیست پالائی ترکیبات¬نفتی را دارند. در این پژوهش جهت بررسی باکتری های بومی دارای قابلیت تجریه زیستی نفت خام در مناطق سردسیر، شهر تبریز به عنوان نماینده ای از مناطق سردسیر ایران انتخاب گردید. نمونه های خاک آلوده از مناطق آلوده پالایشگاه تبریز جمع آوری و باکتری¬های آن ها با نفت خام سازگار گردید. سپس باکتری های موجود در نمونه، جداسازی، دسته بندی و شناسائی گردید. میزان رشد هر سوش باکتریائی از طریق اندازه گیری کدورت حاصله از رشد باکتری ها ، و راندمان حذف نفت از طریق انحلال نفت خام باقیمانده در یک حلال آلی و سپس تبخیر حلال و اندازه گیری میزان نفت خام باقیمانده، در غلظت¬های مختلف نفت خام در مدت یک ماه، برآورد گردید. در این تحقیق 7 گونه مختلف باکتریائی سازگار با نفت خام، یافت شد. بیشترین راندمان حذف توسط باکتری سودوموناس ائروژنز، در غلظت 5/0% نفت خام معادل 5/89% برآورد گردید. با توجه به نتایج چنین استنباط گردید که حذف زیستی نفت خام توسط فلور باکتریائی خاک، به عنوان یک روش سازگار با محیط¬زیست، جهت پاکسازی خاک¬های آلوده مناطق سردسیر، با راندمان بالا امکان¬پذیر می¬باشد.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
The study of microbial removal efficiency of crude oil in contaminated soils of cold climates areas (case study: Tabriz refinery)
نویسنده [English]
- Fariba Mohsenzadeh
چکیده [English]
Petroleum pollution is the most important soil pollution. Bioremediation is an effective and usable technology for remediation of polluted soils. Some microorganisms have bioremediation potency for petroleum compounds. In this research Tabriz city was selected as a cold area of Iran for studying of native bacteria with biodegradation potency of crude oil. Soil samples were collected from polluted soils of Tabriz refinery and their bacteria were accommodated to crude oil. The bacterial strains exited in the samples were isolated, grouped and determined. The growth ability and petroleum removal efficiency were evaluated for the each bacterium at the different crude oil concentrations during a month. In this research, seven bacterial species were found that are well accommodated to crude oil. The highest petroleum removal efficiency (98%) was determined for Pseudomonas aerogenesis at concentration of 0.5%. Biological removing of crude oil with high efficiency is possible by soil bacterial flora, as an environmental friendly method, even for soil cleaning of the industrial areas in cold temperature regions.
کلیدواژه‌ها [English]
- Bioremediation
- Contaminated soil
- crude oil
- Pseudomonas arogenesis
- Tabriz city
بررسی راندمان زیست پالایی آلودگیهای نفتی توسط سویههای باکتریایی بومی جدا شده از خاکهای آلوده مناطق سردسیری (مطالعه موردی: پالایشگاه تبریز)
فریبا محسن زاده
همدان، دانشگاه بوعلی سینا، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
تاریخ دریافت: 5/10/91 تاریخ پذیرش: 24/12/91
چکیده
آلودگی نفتی از مهم ترین آلودگیهای خاک میباشد. زیست پالایی، فنآوری مؤثر و کاربردی جهت پاکسازی خاکهای آلوده است. برخی از میکروارگانیسمها قابلیت زیست پالایی ترکیبات نفتی را دارند. در این پژوهش، جهت بررسی باکتریهای بومی دارای قابلیت تجریه زیستی نفت خام در مناطق سردسیر، شهر تبریز به عنوان نماینده ای از مناطق سردسیر ایران انتخاب گردید. نمونه های خاک آلوده از مناطق آلوده پالایشگاه تبریز جمع آوری و باکتریهای آنها با نفت خام سازگار گردید. سپس باکتریهای موجود در نمونه، جداسازی، دسته بندی و شناسایی گردید. میزان رشد هر سوش باکتریایی از طریق اندازه گیری کدورت حاصله از رشد باکتریها، و راندمان حذف نفت از طریق انحلال نفت خام باقیمانده در یک حلال آلی و سپس تبخیر حلال و اندازه گیری میزان نفت خام باقیمانده، در غلظتهای مختلف نفت خام در مدت یک ماه، برآورد گردید. در این تحقیق 7 گونه مختلف باکتریایی سازگار با نفت خام، یافت شد. بیشترین راندمان حذف توسط باکتری سودوموناس ائروژنز، در غلظت 5/0 درصد نفت خام معادل 5/89 درصد برآورد گردید. با توجه به نتایج چنین استنباط گردید که حذف زیستی نفت خام توسط فلور باکتریایی خاک، به عنوان یک روش سازگار با محیطزیست، جهت پاکسازی خاکهای آلوده مناطق سردسیر، با راندمان بالا امکانپذیر می باشد.
واژه های کلیدی: تبریز، زیستپالایی، خاکهای آلوده، سودوموناس آئروژنز، نفتخام
نویسنده مسئول، تلفن: 08118381058، پست الکترونیکی: fmohsenzade@gmail.com
مقدمه
خاک یکی از منابع مهم و ارزشمند موجود در طبیعت است (8). برنامهریزی برای داشتن خاکی سالم و تولیدکننده، لازمه بقای انسان است (33). ترکیباتنفتی، از مهم ترین آلایندههای آلی محیطزیست به ویژه خاک هستند (9). ورود این ترکیبات به طبیعت، به سبب سمی بودن، ایجاد جهش و سرطانزایی برای موجودات زنده، از مهم ترین نگرانیهای حامیان محیطزیست است. این دسته ازآلایندههای آلی، پایداری زیادی در خاک دارند و انباشته شدن تدریجی آنها در خاک، موجب اختلال در کارکرد طبیعی خاک از جمله کاهش عملکرد محصولات کشاورزی و تغییر در ویژگیهای خاک می گردد (15 و 38).
نیاز به اصلاح محیطهای آلوده، سبب توسعه فن آوریهای گوناگونی برای رفع آلودگیهای آلی از خاک شده است (12). فن آوریهای فیزیکی و شیمیایی نظیر تصفیه حرارتی، تثبیت، سوزانیدن و جامد سازی، جهت حذف آلودگی از مناطق با وسعت نسبتاً کم کاربرد دارند و برای رفع آلودگیهای گسترده، صرفه اقتصادی ندارند. در نتیجه نیاز به روشهای اقتصادیتر پاک سازی خاکهای آلوده کاملاً محسوس است (14، 22، 30، 37 و 42).
زیستپالایی یک فنآوری نسبتاً نوین پالایش خاکهای آلوده است که در آن از موجودات زنده جهت حذف یا کاهش غلظت آلایندههای معدنی، رادیواکتیو و آلی به ویژه ترکیبات نفتی از محیط زیست استفاده می شود (29 و 44). زیستپالایی خاکهای آلوده به مواد نفتی به روش تلقیح نوع خاص یا گونههای مختلف باکتری به محیط خاک از جدیدترین روشهای مطرح در زمینه پاکسازی خاکها از مواد نفتی است (34 و 51).
پژوهشهای متعددی در دست است که نشان میدهد سویههای مختلف باکتریایی نهتنها نسبت به آلودگیهای نفتی مقاوم هستند بلکه برخی از آنها قادرند از این ترکیبات به عنوان منبع کربن و ماده غذایی استفاده کنند، بنابراین وجود این ترکیبات نه تنها مانع رشد باکتریها نمیشود بلکه موجب رشد بیشتر و سریعتر باکتریهای سازگار میشوند (13 و 49). در پژوهشی کایریمورا و همکاران (28) موفق به جداسازی سویه Sphingomonas elodea از خاکهای آلوده شدند که قادر بود از کربازول و سایر ترکیبات نفتی استفاده کنند و نتایج آنها نشان داد که با افزایش تعداد و رشد باکتری (افزایش کدورت محیط کشت) میزان تجزیه مواد نفتی افزایش می یابد. امتیازی و همکاران (21) نیز تجزیه ترکیبات مختلف نفتی به وسیله سویهای از سودوموناسها درمدت زمان 9 روز از طریق سنجش منحنی رشد باکتری در طولموج 600 نانومتر بررسی نمودند و کارآیی آن را در تجزیه ترکیبات نفتی مثبت ارزیابی کردند.
خان و همکاران (27) در تحقیقی با عنوان مطالعه بر روی پتانسیل حذف نفت توسط باکتریهای جنس باسیلوس جدا شده از خاکهای آلوده به نفت در هندوستان نشان دادند که این باکتریها حداقل 27 درصد از آلودگی نفتی خاک را پس از گرماگذاری 7 روزه، مورد تخریب و تجزیه زیستی قرار میدهند. در تحقیقی در منطقه آفریقای جنوبی، اوجو نشان داد که باکتریهای خاک قادر به تجزیهزیستی خاکهای آلوده به نفتخام میباشند (40). در تحقیقی دیگر 368 سویه متعلق به نژاد باسیلوس از نمونههای خاک جمع آوری شده از بیابانهای آلوده به ترکیبات نفتی گزارش شده است (46). بر اساس سایر مطالعات انجام یافته، کارآیی روش تلقیح باکتری بومی جداسازی شده از همان محیط آلوده و به کارگیری آن در زمینه زیستپالایی نفتخام در خاک به اثبات رسیده است (2 و 53)، دلیل این امر افزایش میزان سوختوساز و سازگاری ژنتیکی جمعیت میکروبی در محیطزیست خودشان گزارش شده است که نقش به سزایی در موفقیت زیستپالایی محیطهای آلوده دارد (3 و 26). با توجه به اینکه، فلور میکروبی خاکهای آلوده در شرایط آبوهوایی 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 (38)، و با توجه به عدم انجام پژوهش مشابه شرایط آب و هوایی سردسیر، لزوم این تحقیق در شرایط آب و هوایی شهر تبریز احساس میشود. بنابراین هدف از این پژوهش جداسازی و شناسایی باکتریهای بومی موجود در خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی شهر تبریز، بررسی رشد این باکتریها در حضور نفتخام و استفاده از آن به عنوان منبع کربن، و نهایتاً تعیین راندمان تجزیهزیستی نفتخام توسط این باکتریها میباشد.
مواد و روشها
محل نمونهبرداری و جمع آوری نمونههای خاک آلوده به ترکیباتنفتی: خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی پالایشگاه و اطراف مخازن نگهداری نفت و جایگاههای توزیع آن در شهر تبریز به عنوان یک شهر سردسیری جهت نمونه برداری انتخاب گردید. نمونههای خاک در فصل بهار و از عمق 20-0 سانتیمتری محلهای نمونه برداری جمع آوری و در پاکتهای یکبار مصرف جهت انجام آزمایشات میکروبی به آزمایشگاه منتقل گردید.
آمادهسازی نمونهها: نمونههای خاک پس از جداسازی ریشهها و مواد زائد، از الک با قطر منافذ 2 میلیمتری عبور داده شد و کاملاً با هم مخلوط گردید. سپس جهت تطبیق باکتریهای خاک با نفتخام، نفتخام سترون با غلظت 1 درصد به نمونه اضافه، و به مدت 1 ماه در دمای 24 درجه سانتی گراد گرماگذاری گردید. در طول این مدت، نمونه خاک هر روز با اسپری آب سترون مرطوب می گردید تا رطوبت مورد نیاز باکتریهای خاک فراهم گردد. سپس با افزودن غلظت نفت خام به میزان 5 درصد، مدت گرماگذاری یک ماه دیگر تمدید گردید (38).
کشت باکتریهای خاک و جداسازی آنها: بعد از گذشت دو ماه، رقتهای مختلف نمونه خاک در محیطکشت مغذی حاوی آگار و 5 درصد عصاره مخمر، به روش آمیخته کشت داده شدند و مجدداً به مدت یک هفته در دمای 24 درجه سانتی گراد گرماگذاری گردیدند. سپس انواع پرگنه های رشد کرده کاملاً جداسازی و به روش کشت خطی خالص سازی گردیدند(4، 23 و 47).
گروه بندی باکتریها با استفاده از الکتروفورز پروتئین: پس از خالص سازی هر یک از باکتریها، از الکتروفورز پروتئین به روش SDS-PAGE در سیستم ناپیوسته، برای حذف سوشهای تکراری استفاده شد (19).
الکتروفورز باکتریهای گرم منفی: ابتدا یک لوپ باکتری تازه کشت شده (24 تا 72 ساعته) در میکروتیوپ استریل قرار داده و 2/0 سی سی بافر استخراج به آن اضافه شد. بعد از اختلاط و قرار دادن میکروتیوپها در یونولیت، به مدت 5 دقیقه در آب در حال جوش قرار داده و سریعاً در یخ قرار داده شدند. میکروتیوپها را با دور 14000 در دقیقه سانتریفیوژ کرده و یک سوم مایع رویی را برداشته و با الکتروفورز باندهای پروتئینی آنها از هم تفکیک گردیدند (32).
الکتروفورز باکتریهای گرم مثبت: ابتدا یک لوپ باکتری
تازه کشت شده (24 تا 72 ساعته) در میکروتیوپ استریل قرار داده و 2/0 سی سی بافر استخراج حاوی آنزیم لیزوزیم و EDTA فاقد SDS به آن اضافه گردید. بعد از اختلاط و قرار دادن میکروتیوپها در یونولیت، به مدت 1 ساعت در بن ماری 37 درجه سانتی گراد قرار داده و سپس به هر سل 02/0 سی سی SDS 20 درصد افزوده و سلها به مدت 5 دقیقه در آب در حال جوش قرار گرفته و سریعاً در یخ قرار داده شدند. میکروتیوپها را در سانتریفیوژ یخچال دار با دور 14000 دور در دقیقه به مدت 15 دقیقه سانتریفیوژ کرده، سپس یک سوم مایع رویی را برداشته و توسط الکتروفورز باندهای پروتئینی از هم تفکیک گردیدند (32).
بررسی خواص فنوتیپی باکتریها: پس از بررسی باندهای پروتئینی باکتریها توسط الکتروفورز، سوشهای باکتریایی که باند های پروتئینی مشابه داشتند کنار گذاشته شده و بدین ترتیب از متفاوت بودن سوشهای مورد مطالعه اطمینان حاصل گردید. جهت شناسایی سوشهای منتخب، ویژگیهای فیزیولوژیکی آنها از طریق آزمایشهای اشاره شده در کتاب برگی بررسی گردید(16).
بررسی حساسیت باکتریهای جداسازیشده در حضور نفتخام: جهت تأیید مقاومت گونههای باکتریایی جدا شده نسبت به ترکیبات نفتی، بررسی هاله عدم رشد آنها در کنار دیسک نفتی صورت گرفت. انتخاب نفت خام به دلیل غنی بودن آن به انواع ترکیبات نفتی است. ابتدا هر یک از باکتریهای جدا شده را بر روی محیط نوترینت آگار، استریک کرده و در چند جای آن دیسک کاغذی استریل آغشته به نفت قرار داده شد. بعد از 48 ساعت گرماگذاری در دمای 24 درجه سانتی گراد، هاله اطراف دیسکها بررسی شد (38).
بررسی راندمان حذف نفت خام توسط گونههای باکتریایی شناساییشده:
سترونسازی نفتخام: برای اینکه در نمونههای تیمار شده با نفت خام فقط عملکرد باکتری تلقیح شده بررسی گردد، بایستی نفت خام مصرفی ابتدا سترون شود. از آنجا که حرارت، احتمالاً موجب تبخیر یا تغییر ماهیت بخشی از مواد تشکیل دهنده نفت خام میگردد، عمل سترونسازی با استفاده از فیلتراسیون با کمک صافیهای نیتروسلولزی سترون با قطر منافذ 45/0 میکرون صورت گرفت (22).
تهیه محیطکشت MSM حاوی نفتخام و باکتری: به منظور بالابردن جمعیت باکتری در زمان تلقیح، ابتدا هر یک از باکتریهای شناسایی شده در محیط آبگوشت مغذی، کشت داده شد و بعد از رسیدن به کدورتی معادل (1/0- 8 0/0)، رسوبی از آنها تهیه شد (35). سپس به محیطکشت MSM (شامل کلرید آمونیوم، سولفات آهن، سولفات منیزیوم، فسفات سدیم، کلرید کلسیم، کلرید پتاسیم و کلرید سدیم، به ترتیب به مقدار 2، 1، 2، 2، 1/0، 8/0 و 8/0 گرم بر لیتر) حاوی غلظتهای مختلف نفتخام (1/0، 5/0، 1، 3 درصد)، هریک از رسوبات حاصل از گونههای باکتریایی شناسایی شده، اضافه گردید (10). به ازای هر غلظت از آلاینده، لولههای فاقد باکتری به عنوان شاهد تهیه گردید (36)؛ سپس محیطکشتهای فوق به مدت 4 هفته در گرمخانه 25 درجه سانتی گراد مجهز به شیکر گرماگذاری شدند (17).
بررسی رشد باکتری در نمونههای تیمار شده: میزان رشد توده میکروبی نمونههای تیمار شده از طریق بررسی کدورت نمونهها ارزیابی گردید. به این منظور میزان جذب نوری نمونهها، طی مدت 4 هفته از طریق بررسی کدورت حاصل از رشد باکتریها، توسط دستگاه اسپکتوفتومتری در طول موج 600 نانومتر اندازهگیری گردید (24 و 50).
بررسی راندمان حذف نفتخام: برای اندازه گیری غلظت نفت در نمونهها بعد از گذشت 4 هفته از تماس باکتری با نفتخام، نفتخام باقیمانده با دی کلرومتان استخراج، و میزان جذب نوری آن در طول موج 420 نانومتر قرائت گردید (5). از آنجایی که کاهش بخشی از نفتخام به دلیل فراریت از نمونهها است، مقایسه غلظت نفتخام با نمونههای شاهد فاقد باکتری صورت گرفت (11). سپس غلظتهای باقیمانده با غلظت اولیه مقایسه و به صورت درصد حذف نفتخام محاسبه گردید (20).
آنالیز آماری نتایج به دست آمده: مقایسه مقادیر حاصل از سنجش کدورت نمونهها با استفاده از نرم افزار SPSS از طریق آزمون آماری آنالیز واریانس چند جانبه در سطح احتمال 05/0 انجام گرفت.
نتایج
جداسازی و شناسایی باکتریهای سازگار با نفتخام از نمونههای خاک آلوده: بعد از جمع آوری نمونههای خاک، سازگار کردن باکتریهای آن با نفتخام و کشت باکتریهای آن، باکتریها بر اساس مشابهت باند های پروتئینی آنها، دسته بندی و با انجام تستهای بیوشیمیایی شناسایی گردیدند (جدول 1). 7 سویه مختلف باکتریایی، به شرح زیر شناسایی گردیدند:
Pseudomonas alcaligenes, Alcaligenes eutrupha, Pseudomonas aeroginosa, Rhizobium giardinii, Bacillus circulans, Bacillus coagulans, Burkholderia gladioli
جدول 1- نتایج تستهای تخصصی انجام شده برای شناسایی سویه باکتریها
|
Burkholderia gladioli |
Bacillus coagulans |
Bacillus circulans |
Rhizobium giardinii |
Pseudomonas aeroginosa |
Alcaligenes eutrupha |
Pseudomonas alcaligenes |
سویه تست |
|
+ |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
حساسیت به KOH |
|
O |
O |
O |
O |
O |
O |
O |
کاتابولیسم اکسیداسیون- تخمیر |
|
- |
ND |
ND |
- |
+ |
+ |
+ |
اکسیداز |
|
- |
ND |
ND |
- |
+ |
- |
- |
YDC ایجاد رنگ دانه زرد در محیط |
|
ND |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
تست لوان |
|
ND |
ND |
ND |
+ |
+ |
+ |
+ |
تست سیترات |
|
- |
+ |
+ |
- |
- |
- |
- |
هیدرولیز نشاسته |
|
ND |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
هیدرولیز کازئین |
|
ND |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
هیدرولیز اسکولین |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
تحرک |
|
ND |
ND |
ND |
ND |
- |
- |
- |
تست متیل رد |
|
ND |
- |
- |
ND |
- |
- |
- |
تست وگوس- پروسکوئر |
|
ND |
ND |
ND |
ND |
- |
- |
- |
لیسیتیناز |
|
ND |
ND |
ND |
- |
+ |
+ |
+ |
هیدرولیز اوره |
|
ND |
ND |
ND |
ND |
+ |
+ |
+ |
لیپاز |
|
- |
ND |
ND |
ND |
+ |
- |
- |
مصرف ژلاتین |
|
ND |
ND |
ND |
+ |
+ |
+ |
- |
فسفات |
|
ND |
ND |
ND |
ND |
+ |
+ |
+ |
احیای نیترات |
|
ND |
ND |
ND |
ND |
- |
+ |
- |
اندول |
|
ND |
ND |
ND |
ND |
+ |
+ |
+ |
از H2Sتولید سیستئین |
|
ND |
ND |
ND |
ND |
- |
- |
- |
تولید کتولاکتوز |
|
- |
ND |
ND |
ND |
+ |
- |
- |
ایجاد رنگ فلورسنت بر روی محیط King-B |
|
- |
ND |
ND |
ND |
+ |
- |
- |
دی آمیناز فنیل آلانین |
|
ND |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
تولید گاز از گلوکز |
|
ND |
+ |
+ |
ND |
+ |
- |
- |
تولید اسید از گلوکز |
|
+ |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
فعالیت پکتولیتیکی |
|
- |
ND |
ND |
ND |
+ |
- |
+ |
دهیدرولاز آرژنین |
|
ND |
ND |
ND |
ND |
- |
- |
- |
دکربوکسیلاز لیزین |
|
ND |
ND |
ND |
ND |
+ |
+ |
- |
کاتالاز |
|
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
رشد در دمای 4 درجه |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
رشد در دمای 37 درجه |
|
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
+ |
رشد در دمای 41 درجه |
|
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
مقاومت به نمک 3% |
|
- |
- |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
مقاومت به نمک 5% |
|
- |
- |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
مقاومت به نمک 7% |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
+ |
- |
- |
مالتوز |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
+ |
- |
+ |
رافینوز |
|
+ |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
سوربیتول |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
- |
+ |
- |
تر هالوز |
|
+ |
- |
+ |
+ |
- |
- |
- |
آرابینوز |
|
- |
ND |
ND |
+ |
- |
- |
- |
رامونوز |
|
+ |
- |
+ |
- |
- |
- |
- |
مانیتول |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
+ |
+ |
- |
فروکتوز |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
- |
+ |
- |
مانوز |
|
- |
ND |
ND |
+ |
+ |
+ |
+ |
لوولوز |
|
+ |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
سلوبیوز |
|
- |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
لاکتوز |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
- |
- |
- |
ریبوز |
|
+ |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
دولسیتول |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
- |
- |
- |
اینوسیتول |
|
+ |
- |
+ |
+ |
- |
- |
- |
گزیلوز |
|
+ |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
آدونیتول |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
+ |
+ |
- |
گلوکز |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
+ |
- |
+ |
آرژینین |
|
+ |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
ملیبیوز |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
+ |
- |
+ |
اتانول |
|
+ |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
نشاسته |
|
+ |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
گالاکتوز |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
+ |
+ |
- |
گلیسرول |
|
- |
ND |
ND |
- |
+ |
- |
- |
ساکاروز |
|
+ |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
سرین |
|
+ |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
سالیسین |
|
+ |
ND |
ND |
+ |
- |
- |
- |
اینولین |
|
ND |
- |
- |
+ |
+ |
- |
ND |
سیترات سدیم |
|
ND |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
تترات سدیم |
|
ND |
ND |
ND |
- |
- |
- |
- |
لاکتات سدیم |
|
ND |
ND |
ND |
- |
+ |
- |
- |
مالونات سدیم |
ND : تعیین نشده
حساسیت باکتریها در حضور نفتخام: بعد از قرار دادن دیسکهای نفتی بر روی محیطکشت تلقیح شده با سوشهای باکتریایی شناسایی شده، در هیچ یک از نمونه ها، هاله ممانعت از رشد تشکیل نگردید.
میزان رشد باکتریها: با افزایش غلظت نفتخام از 1/0 تا 5/0 درصد رشد باکتریها بیشتر گردید. در نمونههای با غلظت 1 درصد نفتخام، باکتریها رشد کمتری را نسبت به غلظت 5/0 درصد داشتند اما رشد آنها نسبت به غلظت 1/0 درصد بیشتر بود. میزان رشد باکتریها در غلظت 3 درصد کمتر از سایر غلظتها بود (نمودار 1).
نمودار 1- بررسی کدورت حاصل از رشد باکتریها در غلظتهای مختلف آلاینده پس از مدت زمان تماس 1 ماهه
اثر سوش باکتریایی: کلیه باکتریها در غلظتهای مورد آزمون نفتخام، رشد معنیداری داشتند اما در بین باکتریهای کشت داده شده به ترتیب باکتریهای Pseudomonas aeroginosa وPseudomonas alcaligenes بیشترین رشد و Bacillus circulans و Rhizobium giardinii کمترین میزان رشد را در کلیه غلظتها داشتند (نمودار 1).
راندمان حذف نفتخام: افزایش غلظت از 1/0 تا 3 درصد در کل تفاوت چشم گیری را در راندمان حذف آلاینده ایجاد نکرده است اما به طور متوسط بیشترین راندمان حذف آلاینده در غلظت 5/0 درصد و کمترین آن در غلظت 3 درصد نفت خام مشاهده گردید. راندمان حذف در دو غلظت 1/0 و 1 درصد تفاوت معنی داری با هم نشان ندادند (نمودار 2).
نمودار 2- درصد حذف نفت خام توسط باکتریها در غلظتهای مختلف آلاینده در مدت زمان تماس یکماهه
اثر سوش باکتریایی: کلیه باکتریها در غلظتهای مورد آزمون نفتخام، توانستند آن را از محیط کشت حذف کنند اما در بین باکتریهای مورد بررسی Pseudomonas aeroginosa بیشترین راندمان حذف را در کلیه غلظتهای مورد آزمون نفتخام از خود نشان داد. تفاوت راندمان حذف آلاینده باکتری مذکور با سایر باکتریها معنیدار بود (01/0≥p). بعد از این باکتری،Pseudomonas alcaligenes و Alcaligenes eutrupha و سپس بقیه باکتریها به ترتیب بیشترین راندمان حذف را داشتند (نمودار 2).
بحث و نتیجه گیری
نتایج این پژوهش نشان داد که در فلور باکتریایی خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی شهر تبریز، باکتریهای با قابلیت سازگار شدن با نفتخام وجود دارد و این بدین معنی است که آلودگی با ترکیبات نفتی مانع رشد همه باکتریهای خاک در محیطهای آلوده نیست. نتایج حاصله از پژوهش جاری، با نتایج به دست آمده توسط پژوهشگران متعدد پیشین همسو است و آنها نیز توانستهاند از خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی، برخی باکتریها را جداسازیکنند (6 و 7). این امر بیانگر این مسئله است که باکتریها قادر به تحمل ترکیبات نفتی در غلظتهای موجود در خاکهای آلوده حتی در محیطهای سردسیر هستند و احتمالاً در تجزیه ترکییبات نفتی در شرایط مختلف آبوهوایی مؤثر هستند (19، 31، 39، 40 و 43).
نتایج نشانداد که باکتریهای سازگار با ترکیبات نفتی در شرایط سردسیری، متنوع هستند و جنسهای مختلفی همچون سودوموناس، باسیلوس، برخولداریا، آلکالیژنز و رایزوبیوم را شامل می شوند. محققان قبلی نیز جنسهای مختلفی از باکتریها را در خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی یافتهاند (1، 18، 25 و 41). طبق نتایج این پژوهش دو جنس سودوموناس و باسیلوس در بین سوشهای بومی باکتریایی تجزیهکننده نفت وجود دارند. این دو جنس توسط برخی محققان پیشین نیز گزارش گردیده است (1، 11، 46، 48 و 52). در پژوهش حاضر، دو جنس برخولداریا و رایزوبیوم برای اولین بار بهعنوان باکتریهای تجریهکننده نفت خام در شرایط آب و هوایی سردسیر، معرفی گردیده است.
نتایج این تحقیق نشان داد، که راندمان حذف نفت خام در مورد کلیه باکتریهای بررسی شده، در غلظتهای نسبتاً کم نفت خام (5/0 درصد) بیشتر از سایر غلظتها است. این نتایج با نتایج حاصل از رشد باکتریها در غلظت مذکور همخوانی دارد (نمودار 1)؛ بنابراین علت این امر را میتوان در بیشتر بودن تراکم باکتریها در این غلظت نسبت داد. تفاوت در میزان تحمل باکتریهای جداسازی شده از خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی توسط پژوهشگران متعدد گزارش شده است (28 و 36).
نتایج آنالیز آماری نشان داد که فاکتور غلظت، باکتری و اثر تعاملی آنها در تمامی سطوح، معنیدار است. اما در بین کل باکتریهای مورد آزمون، سودوموناس ائروژنز هم رشد بیشتر و هم راندمان بالاتر حذف آلاینده را در کل غلظتهای نفت خام مورد آزمون، از خود نشان داد. بنابراین، این باکتری به عنوان شاخص تجزیه کننده ترکیبات نفتی از خاکهای آلوده شهر تبریز معرفی گردید. با توجه به اینکه توان رشد و قابلیت تجزیه باکتریها به شرایط محیطی و آب و هوایی بستگی دارد (38) میتوان نتیجهگیری کرد که این باکتری در شرایط آب و هوایی سردسیر هم بهترین باکتری تجریه کننده ترکیبات نفتی است. نتایج این تحقیقات با یافته های برخی پژوهشگران که تجزیه ترکیبات نفتی توسط سویه سودوموناس ائروژنز جدا شده از خاکهای مناطق غیر سردسیر را تأیید کرده بودند همسویی دارد (5، 19، 28 و 45).
', './data/cell/coversheet/661424685994.jpg'))
دوره 27، شماره 3 - شماره پیاپی 3
آذر 1393صفحه 406-417
- تاریخ دریافت: 05 دی 1391
- تاریخ بازنگری: 25 بهمن 1391
- تاریخ پذیرش: 24 اسفند 1391
- تاریخ اولین انتشار: 05 اسفند 1393