بخشی از مقاله
خلاصه
سالیانه مقادیر زیادی لجن در مخازن ذخیره سازی انبارهای فرآورده های نفتی تولید می گردد. دفع این لجن ها از معضلات شرکت های پالایش و پخش است. در این پژوهش حذف هیدروکربن لجن انبارهای نفتی منطقه سبزوار توسط دو باکتری مولد بیوسورفکتانت بومی که از مخازن انبارهای نفتی شاهرود و سبزوار جدا شده بودند، مورد مطالعه قرار گرفت. حذف هیدرو کربن ها در شرایط هوازی بررسی شد و تغییرات غلظت هیدروکربن در لجن پس از تلقیح باکتری ها در زمان های مختلف با روش وزن سنجی اندازه گیری شد. در این مطالعه تأثیر افزودن محیط معدنی MSM به لجن بررسی شد. نتایج حاصل نشان داد که تجزیه هیدروکربن ها در حضور محیط معدنی به مقدار قابل ملاجظه ای سریعتر و بیشتر است. در بهترین شرایط با یکی از باکتری های جدا شده از لجن انبارهای شاهرود و در شرایط افزودن محیط MSM، بیش از 90 درصد هیدروکربن در مدت یک هفته تجزیه شد.
کلمات کلیدی:بیوسورفکتانت، میکروارگانیسم، لجن مخازن، فرآورده های نفتی، حذف هیدروکربن
-1 مقدمه
سالیانه مقادیر زیادی لجن در مخازن ذخیره سازی انبارهای فراورده های نفتی تولید می گردد. این لجن درنتیجه جذب ترکیبات روغنی بر روی ذرات جامد و ته نشینی آن تشکیل می شود . این لجن می تواند حاوی مقادیر بالایی از ترکیبات عالی سمی و فلزات سنگین باشد که رها سازی آن در محیط بدون اعمال روش های تصفیه آثار سویی به همراه دارد. تولید لجن های نفتی یکی از معضلات شرکت پخش فرآورده های نفتی در ایران است و در حال حاضر مدیریت جامعی در ارتباط با این لجن ها وجود ندارد.گسترش علم و دانش بشر و توجه به بهبود دانش بشر و توجه به بهبود شرایط زیست محیطی و نیز کاربرد بهینه ازامکانات محیطی پژوهندگان را برآن داشته تا روش های مناسبی را برای این آلودگی های زیانبار معرفی کنند. از بین روش های مختلف معرفی شده برای حذف هیدروکربن از لجن، تجریه زیستی با استفاده از میکرو ارگانیسم بیشتر مورد توجه بوده است.
میکرو ارگانیسم های انتخابی باید قادر به پذیرش هیدرو کربن به عنوان سوبسترا - منبع کربن - باشند. این میکرو ارگانیسم ها باید توانایی سنتز آنریم هایی با قدرت تسریع واکنش هضم هیدروکربن ها را داشته باشند1@و.>2 باکتری های تولید کننده بیوسورفکتانت به دلیل تولید سورفکتانت در محیط امکان استفاده از هیدروکربن ها فراهم می کنند. بیوسورفکتانت ها که توسط انواع مختلفی ار باکتری ها ، قارچ ها و مخمرها تولید می شوند، ترکیبات لیپیدی هستند که ویژگیهای آن به دو انتهای موجود در مولکول بستگی دارد. یک انتها بخش هیدروکربنی - آب گریز است - که حلالیت کمتری در آب دارد و انتهای دیگر آب دوست است که حلالیت بالایی در آب داشته و از کربوهیدرات ، آمینو اسید ،پپتید حلقوی ، فسفات و کربو کسیلیک اسید تشکیل شده است. ازمیکرو ارگانیسم های مولد بیوسورفکتانت می توان برای اصلاح زیستی و پاکسازی نشت نفت درمحیط های آبی و خاکی استفاده نمود .[3]
تاکنون چند پژوهش در زمینه حذف آلاینده های نفتی با استفاده از میکرو ارگانیسم ها انجام شده است که از آن جمله می توان به پژوهش سحاب علی نجفی و همکاران - - 1393 در زمینه حذف آلاینده های نفتی با استفاده از میکرو ارگانیسم ها [ 4]، تحقیق ماریان و همکاران - 2005 - درخصوص تجریه بیولوژیکی لجن های نفتی مناطقی از اردن [5]، مطالعه کارگر و همکاران در خصوص شناسایی باکتری های مولد بیوسورفکتانت و کاربرد آنها در حذف آلاینده های نفتی [6 ] اشاره نمود. در تمام این مظالعات کارایی میکروارگانیسم ها در تجزیه هیدروکربن ها تایید شده است. در این مطالعه حذف هیدروکربن موجود در لجن مخازن نگهداری فراورده های نفتی منطقه سبزوار توسط باکتری های تولید کننده بیوسورفکتانت جدا شده از مخازن انبارهای نفت مناطق شاهرود و سبزوار مطالعه شد.
-2 مواد ها و روش ها
میکروارگانیسم های مورد استفاده در این تحقیق از لجن مخازن انبارهای نفت مناطق شاهرود و سبزوار جداسازی شدند .>7@ دو ایزوله که توانایی تولید بیوسورفکتانت بیشتری داشتند برای حذف لجن انتخاب شدند. نمونه لجن از مخازن انبار نفت منطقه سبزوار تهیه شد.برای حذف هیدروکربن 40 گرم لجن آب گیری شده با 60 گرم آب مقطر یا 60 گرم محلول MSM در یک ارلن 250 سی سی مخلوط و استریل شد و به میزان 5 درصد حجمی/حجمی با ایزوله مورد نظر تلقیح شد. از هر حالت نمونه شاهد نیز تهیه شد. سپس به مدت 28 روز در دمای 37 درجه سانتی گراد و دور 200rpm گرماگذاری شد و هفته ای یکبار میزان هیدروکربن لجن هر نمونه اندازه گیری شد.
جهت اندازه گیری هیدروکربن، ابتدا حجم مشخصی از لجن برداشته شد ، سپس مقداری نرمال هگزان به آن اضافه شد - نرمال هگزان یاعث جذب هیدروکربن می شود - . برای تماس بیشتر لجن و هگزان از همزن مغناطیسی استفاده شد. بعداز دوفازی شدن محلول هیدروکربن بر روی لجن قرار می گیرد. حلال با استفاده از دستگاه مبرد تقطیر و میزان هیدروکربن اندازه گیری شد. لازم به ذکر است میزان تجزیه پذیری لجن توسط نمونه ها نیز به همین روش طی مدت یک ماه و با فواصل زمانی - هفتگی - انجام گرفت .
-3 نتایج و بحث
پس از تلقیح نمونه ها درمحیط های آبی و معدنی به جهت حذف هیدروکربن ، نتایج نشان داد که نمونه تلقیح شده درمحیط معدنی از میزان حذف هیدروکربن بالاتری برخوردار است و به نظر می رسد این امر ناشی از وجود مواد مغذی در محیط کشت باشد که شرایط مناسب تری برای رشد باکتری ها فراهم کند. این امر باعث رشد بیشتر باکتری ها و در نتیجه افزایش میزان حذف هیدروکربن و در نهایت افزایش راندمان کار خواهد بود.از سوی دیگر محیط معدنی استفاده شده بر آب گریزی هیدروکربن تاثیر گذار است ، با توجه به اینکه ترکیبات هیدروکربن موجود در لجن ترکیبات آب گریزی است و از آب سبکتر بوده و تمایل دارند همواره روی سطح فرار گیرند، افزودن محیط معدنی باعث کاهش آب گریزی ترکیبات هیدروکربنی شده و باعث پخش شدن بهتر آن درمحیط خواهد شد . همانطور که در شکل های 1 و 2 مشاهده می شود میزان و درصد حذف هیدروکربن توسط ایزوله ها در محیط معدنی نسبت به محیط آبی و شاهد بسیار بیشتر است.
