بخشی از مقاله
چکیده
زیستپالایی یکی از موثرترین و سادهترین روشهاي حذف آلودگی نفتی میباشد. به منظور جداسازي باکتريهاي موثر درزیستپالایی آلودگیهاي نفتی، از یک نمونه نفت سفید و 5 نمونه خاك آلوده به نفت خام، گازوئیل و نفت کوره، 138 کلونی باکتري جداسازي شد. 30 کلونی از میان آنها انتخاب شده و در محیط حداقل M9 که به ترتیب منبع کربن، منبع گوگرد و منبع نیتروژن حذف و نفت سفید جایگزین آن شده بود رشد داده شدند. پس از بررسی و مقایسه میزان رشد باکتريها در محیطهاي ذکر شده، مشخص شد که برخی کلونیها توانایی این را دارند که از نفت به جاي عناصر حذف شده استفاده کنند. در مجموع کلونیهاي جداسازي شده از نفت سفید بالاترین عملکرد و کلونیهایی که از نفت کوره وگازوئیل جداسازي شده بودند ضعیفترین عملکرد را داشتهاند.
کلمات کلیدي: آلودگیهاي نفتی، باکتريهاي نفتخوار، زیستپالایی، نفت سفید و نفت خام
مقدمه
در قرن گذشته به دلیل پیشرفت گسترده صنایع، نیاز و مصرف فراوردههاي نفتی به طرز چشمگیري افزایش یافته و این مسئلهنیز افزایش آلودگی محیط زیست، به نفت و مشتقات آن را به دنبال داشته است. کشور ما نیز جزو کشورهاي نفت خیز جهان محسوب میشود و از این خسارات بینصیب نمانده است. در مناطق نفت خیز کشور خاكها و آبهاي سطحی و زیرزمینی در اثر فعالیتهاي انسانی و طبیعی دچار آلودگی میشوند. با توجه به اینکه نفت حاوي مواد شیمیایی خطرناکی است، میتواند براي سلامت گیاهان، جانوران و انسان مضر باشد. به همین دلیل یافتن راهی موثر براي پاکسازي آلودگیهاي نفتی ضروري به نظر میرسد . - 2 - براي حذف آلودگیهاي نفتی از سه روش فیزیکی، شیمیایی و زیستی استفاده میشود.
در این میان، روشهاي فیزیکی و شیمیایی محدودیتهایی از قبیل هزینه بالا، عدم کارایی مناسب و ایجاد اختلال در محیط زیست دارند. لذا استفاده از روشهاي زیستی موثرتر به نظر میرسد، به این دلیل که روشهاي سادهتر و ارزانتري به شمار میروند، تاثیر طولانی مدتی دارند و حذف آلودگی را بدون هیچ گونه اثر جانبی روي سلامت انسان و محیط زیست انجام میدهند . - 5 - زیستپالایی1 یک فنآوري حذف آلودگی است که در آن از سیستم زیستی براي تخریب یا تغییر شکل مواد شیمیایی زیانبار استفاده میگردد. در این فنآوري میتوان از میکروارگانیزمهاي بومی محیط آلوده براي زیست پالایی استفاده کرد یا اینکه میکروارگانیزمهایی را که توانایی تجزیه ماده آلوده کننده مورد نظر در آنها ثابت شده به محیط اضافه کرد . - 1 - لین و همکاران به بررسی توانایی تجزیه هیدروکربنی سه گونه باکتریایی که از یک خاك آلوده به نفت جدا سازي شده بود پرداختند.
این سهگونه Alcaligenes piechaudii CC-ESB2، Gordonia hirsute CCGH1 و Rhodoccucos rubber CC-RR1بودند. در نهایت مشخص شد که اگر باکتري توانایی تعلیق، کاهش کشش سطحی و آبگریزي بالاتري داشته باشد و قادر به استفاده از طیف وسیعتري از هیدروکربنها باشد براي زیستپالایی نفت مناسبتر است . - 4 - در پژوهشی که توسط جوزف و همکاران انجام گرفت دو سویه از جنس Bacillus sp. از یک نمونه خاك آلوده به نفت جداسازي شده و سپس به گل و لايحاوي بقایاي نفتی پالایشگاه اضافه گردید. این باکتريها توانستند 97 درصد نفت را در عرض 48 ساعت به شکل یک ماده شناور از گل و لاي جداسازي نمایند . - 3 - در این تحقیق سعی بر این بوده است باکتريهایی از خاكهاي آلوده به مشتقات نفتی جداسازي شود که قادر به تجزیه نفت یا ترکیبات نفتی باشند.
مواد و روشها
جداسازي باکتريها از یک نمونه نفت سفید و 5 نمونه خاك آلوده به ترکیبات نفتی انجام گرفت. نمونه خاكهاي آلوده ازپالایشگاه شیراز تهیه گردید. نمونه C، خاك آلوده به نفت خام؛ نمونه SI، خاك اطراف پالایشگاه - محل - 1؛ نمونه SII، خاك اطراف پالایشگاه - محل - 2؛ نمونه G، خاك آلوده به گازوئیل و نمونه F، خاك آلوده به نفت کوره بودند. براي جداسازي باکتري از نفت سفید، 5 نسبت %10، %20، %30، %40 و %50 از این ماده با محیط کشت غنی 2XYT مخلوط و به مدت یک شبانه روز در دماي آزمایشگاه 28 - درجه سانتیگراد - قرار داده شدند. سپس مخلوطهاي فوق در رقتهاي مختلف به محیط جامد 2XYT منتقل گردیدند. جداسازي از خاك نیز به این صورت انجام گرفت که 0/5 گرم خاك در 5 میلیلیتر محیط 2XYT مخلوط شده و یک شبانه روز در دماي 28 درجه سانتیگراد قرار داده شدند.
پس از آن مخلوط حاصل در رقتهاي 10-6 و -7 10 در محیط جامد 2XYT کشت داده شد. در مجموع 138 کلونی باکتري از این 6 نمونه جداسازي گردید که 30 کلونی از میان آنها انتخاب شد. براي این 30 کلونی آزمونهاي حذف کربن، حذف گوگرد و حذف نیتروژن انجام گرفت و در این آزمونها محیط حداقل M9 به عنوان محیط پایه استفاده شد.در آزمون حذف کربن 30 کلونی در سه محیط M9 زیر در پنج تکرار کشت شدند. :Moc- - 1 محیط کشت M9 که منبع کربن - گلوکز - از آن حذف و نفت سفید جایگزین شده بود. :Mo-c- - 2 محیط کشت M9 بدون نفت و منبع کربن. :Mo-c - 3 محیط کشت M9 کامل بدون نفت سفید.براي انجام آزمون حذف گوگرد، محیطهاي زیر استفاده شدند: :Mos- - 1 محیط کشت M9 که منبع گوگرد - MgSO4 - از آن حذف و نفت سفید جایگزین شده بود - به جاي MgSO4 از MgCl2 استفاده شد. - .
:Mo-s- - 2 محیط کشت M9 بدون نفت سفید و منبع گوگرد. :Mo-s - 3 محیط کشت M9 کامل بدون نفت سفید. این آزمون نیز مشابه آزمون حذف کربن انجام شد. در آزمون حذف نیتروژن نیز کلونیها در سه محیط: :Mon- - 1 محیط کشت M9 که منبع نیتروژن - NH4Cl - از آن حذف و نفت سفید جایگزین شده بود - به جاي NH4Cl از MgCl2 استفاده شد. - . :Mo-n- - 2 محیط کشت M9 بدون نفت سفید و منبع نیتروژن. :Mo-n - 3 محیط کشت M9 کامل بدون نفت سفید. براي تهیه محیط M9 بدون منبع نیتروژن حذف شده و جایگزین آن شد.هر سه آزمون در پنج تکرار انجام شد. نفت سفید به نسبت %20 به محیط اضافه گردید. در همه آزمونها باکتري با غلظت 1000 سلول در میلیلیتر کشت شده و پس از 48 ساعت کشت در 28 درجه سانتیگراد OD آنها در طول موج 600 نانومتر خوانده شد.دادههاي به دست آمده در نرمافزار Exel مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.
نتایج و بحث
با توجه به نمودار شماره 1 کلونی SI1 بیشترین رشد را در محیط Moc- داشته است. در مقایسه با رشد در محیط کامل کلونی K1 و K3 بهترین عملکرد را داشتهاند. در مقابل کلونی SI2 و G3 هیچ رشدي از خود نشان ندادند.نمودار 2 میزان رشد باکتريها در آزمون حذف گوگرد را نشان میدهد. کلونی C3 و SI2 بیشترین رشد را در محیط بدون منبع گوگرد و با نفت داشتهاند. وقتی که میزان رشد باکتريها با محیط M9 کامل مقایسه میشود، کلونی K1 و K4 و SI2 بهترین عملکرد را دارند. این درحالی است که کلونی SI5 و G4 رشدي معادل رشد در محیط Mo-n- داشتهاند.
نمودار -2 نمودار میانگین رشد باکتري ها دردر سه محیط Mosˉ ، Moˉsˉ و Moˉsبا توجه به نمودار شماره 3 کلونی C5، SI5 و F5 رشد بیشتري نسبت یه سایر کلونیها در محیط Mon- داشتهاند. اما در مقایسه با محیط M9 کامل کلونیK1 و K3 بهترین رشد را داشتهاند.
ولی اغلب کلونیها رشدي در محیط Mon- از خود نشان ندادند.با جمعبندي نتایج به دست آمده میتوان گفت به طور کلی کلونیهاي گروه K که از نفت سفید جداسازي شده بودند بهترین عملکرد را در همه آزمونها از خود نشان دادند. بعد از آن کلونیهاي جداسازي شده از نمونه خاك اول خاك اطراف پالایشگاه - SI - رشد قابل قبولی داشتهاند. کلونی SI2 فقط در آزمون حذف گوگرد بهترین عملکرد را داشته است اما در دو آزمون دیگر رشد قابل توجهی از خود نشان نداند. کلونی SI5 نیز که در آزمون حذف کربن و گوگرد رشد نکرده بود در آزمون حذف
