بخشی از مقاله
چکیده
ترکیبات BTEX از اجزاء مهم تشکیل دهنده بنزین، سوختهاي جت و بعضی محصولات نفتی هستنداین. ترکیبات سم ی بوده و به مقدار قابل توجهی در آبها و خاكهاي آلوده یافت میشوند. در این تحقیق براي حذف ترکیبات BTEX از باکتري سودوموناس پوتیدا استفاده شده است. این میکروارگانیسم ترکیبات آروماتیک را به عنوان منبع کربن مصرف کرده و در نتیجه موجب حذف آنها از محیط شده استبه. علت فرّار بودن این ترکیباتدر تمام دوره فرآیند از تماس هواي بیرون با محیط داخل ظروف آزمایش جلوگیري شده است. موارد بررسی شده در این تحقیق عبارتند از: -1 مدل رشد باکتري و نیز نرخ تجزیه BTEX در حالت سوبستراي خالص . -2 حذف رقابتی ترکیبات BTEX زمانیکه به صورت سوبستراي چندگانه در محیط حضور داشتند. بر اساس نتایج به دست آمده مشخص شد که حضور سایر ترکیبات باعث ترغیب بیشتر بنزن براي تجزیه شده و نرخ حذف آن افزایش یافت، لیکن در مورد بقیه ترکیبات نتیجه عکس بنزن حاصل شده و استفاده از سوبستراي خالص توصیه میشود.
کلمات کلیدي:تجزیه زیستی، حذف رقابتی، سوبسترا، BTEX و .Pseudomonas putida
مقدمه
ترکیبات BTEX1 از اجزاء مهم تشکیل دهندة بنزین، سوختهاي جت و بعضی محصولات نفتی هستند و به طور گسترده اي به عنوان حلال براي ترکیبات سینتتیک آلی، تجهیزات پالایش و سایر فرآیندهاي جانبی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرنداین. ترکیبات سمی بوده و به مقدار قابل توجهی در آبها و خاكهاي آلوده یافت میشوند. آبهاي زیرزمینی - یکی از منابع اصلی تأمین کننده آب آشامیدنی، کشاورزي و صنعتی، - معمولاً بوسیلهترکیبات BTEX در نتیجه نشت از مخازن ذخیره زیرزمینی2 و لولههاي انتقال نفت، استفاده نامناسب از منابع نفتی و هدررفت آنها، ریختن نفت به صورت سهوي و نفوذ شیرابه زبالهها، آلوده میشوند - 4 - .
- USTS ها معمولاً براي نگهداري و ذخیرهسازي بنزین و دیگر محصولات پتروشیمی و یا مشتقات نفتی مورد استفاده قرار میگیرند و تخمین زده میشود که در حدود %35 از این مخازن نشتی داشته و یا اینکه به طور کامل مانع از خروج آب نمیشوند - . - 9 ترکیبات BTEX به علت داشتن ارزش اکتان بالا، به طور وسیعی به عنوان ماده افزودنی براي بالا بردن عدد اکتان به محصولات بنزینی مختلف، افزوده میشوند. آنها حلالیت خوبی در آب دارند - به عنوان مثال براي بنزن در 20 درجه سانتیگراد عدد 1780 mg/l گزارش شده است - و نسبت به سایر ترکیبات منتشر شده از بنزین ومشتقات نفتی از تحرك بیشتري برخوردار هستند، لذا به راحتی در بین آبهاي زیر زمینی نفوذ میکنند تا جاییکه منبع آب آشامیدنی را هرچند که فاصله زیادي از محل نشت نفت داشته باشد میتواند آلوده کنند - 1و. - 5 در نتیجه تصفیه منابع آلوده شده با این ترکیبات از اهمیت ویژهاي برخوردار است.
دو نوع مکانیسم عمدهاي باعث حذف ترکیبات BTEX از محیط زیست میشوند، عبارتند از: حذف غیرآلی و تصفیه بیولوژیکی. حذف غیرآلی میتواند از طریق روشهاي مختلفی صورت پذیرد، مانند: جذب و رسوبدهی، تبخیر به همراه هوادهی و برهمکنشهاي پتروشیمیایی - . - 6 تصفیه بیولوژیک ترکیبات BTEX هم تحت شرایط هوازي و هم شرایط بیهوازي انجامپذیر است. البته تجزیه بیهوازي این ترکیبات در مقایسه با روش هوازي از سرعت نسبتاً پایینی برخوردار بوده، ایجاد وکنترل شرایط آن معمولاً سخت و دشوار و خارج از اکوسیستم طبیعی است - . - 10 در نتیجه به نظر میرسد در میان فناوريهاي موجود براي تصفیه پسابهاي حاوي BTEX، تصفیه بیولوژیک یک روش مقرون به صرفه، داراي کارایی بالا و سازگار با محیط زیست باشد - 2و. - 3در این تحقیق سعی شده است ضمن بررسی حذف هوازي این ترکیبات به وسیله باکتري سودوموناس پوتیدا3 در محیط آبی، حذف رقابتی آنها توسط باکتري نیز مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج به دست آمده تجزیه و تحلیل شود.
مواد و روشها
میکروارگانیسم مورد استفاده در این تحقیق، سویه خالص سودوموناس پوتیدا بوده و به صورت آمپول لیوفیلیزه از کلکسیون قارچ و باکتري سازمان پژوهشهاي علمی و صنعتی ایران تهیه شده و مشخصات آن در جدول 1 نشان داده شده است. کلیه محلولها و مواد مورد نیاز نیز از شرکت Merck آلمان تهیه و مورد استفاده قرار گرفتند.محیط کشت معدنی4 مورد نظر بر اي رشد باکتري سودوموناس پوتیدا داراي ترکیبات - NH4 - 2SO4، K2HPO4، KH2PO4، MgSO4.7H2O، TMS5 و EDTA6 میباشد - . - 7
سینتیک انجام آزمایش بدین صورت بوده است که محلول معدنی استریل با pH حدود - 6/8-7/2 - 7 را داخل بطري سرم125 7 میلیلیتري ریخته و درب آن با درپوشهاي مخصوص8 مهر و موم شده به - علّت فرّار بودن ترکیبات BTEX و براي جلوگیري از خروج آنها از محیط آزمایش امکان استفاده از ظروف متداول در آزمایشهاي میکروبی هوازي وجود نداشت و میبایست از بطري سرم که قابلیت بسته شدن درب آن به طور کامل وجود دارد، استفاده شود - ، سپس کشت تازه باکتري سودوموناس اضافه شده و در نهایت ترکیبات BTEX نیز به عنوان منبع کربن به طور استریل و مستقیماَ از محلول اصلی Merck با استفاده از میکروسرنگ در غلظتهاي مورد نیاز افزوده شد. براي مهیا شدن شرایط رشد باکتري از شیکرانکوباتور با دماي 25 و دور 110 rpm استفاده شد - . - 8
روش تحلیلی
براي بررسی میزان رشد گونه سودوموناس در محیط کشت مغذيو معدنی از روش کمی اندازهگیري دانسیته نوري - OD - با دستگاه اسپکترومتر - مدل - PGA Instruments ltd–T80+ استفاده شد که نتایج در طول موج 600nm گزارش شده است. براي محاسبه میزان مصرف تولوئن از دستگاه GC-MASS - روشکمی-کیفی - استفاده شد و مشخصات آن مطابق جدول 2 میباشد.
نتایج آزمایشها
سوبستراي منفرد - خالص - هر کدام از ترکیبات BTEX با غلظت 150 mg/l به عنوان منبع کربن خالص به محیط معدنی اضافه و میزان رشد باکتري و مصرف منبع کربن اندازهگیري شد و نتایج حاصل از آن در شکلهاي 1، 2، 3 و 4 نشان داده شده است.
