بخشی از مقاله
چکیده:
آلودگینفتی یکی از خطرات جدي تهدیدکننده محیطزیست و موجوداتزنده است که حل این معظل زیست محیطی به طرق گوناگون از دیرباز مورد توجه پژوهشگران علومزیستی بوده است. مبارزه با آلودگیهاي نفتی از زمان پیدایش این ماده ، بخشیاز پژوهش هاي علمی را به خود اختصاص داده که در گذشته به مراتب کمتر و امروزه به طور روز افزون، توجه متخصصان و کارشناسان را به خود جلب کرده است. استفاده از میکروارگانیسم ها روشی است که با عنوان پاکسازي زیستی یا تجزیه زیستی در اکثر کشورهاي پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد.
در این مقاله4 نوع نمونه، شامل خاك اطراف پالایشگاه تهران، فاضلاب فرایندي پالایشگاه تهران، فاضلاب بهداشتی پالایشگاه تهران و خاك اطراف محل تخلیه بنزین و گازوئیل در یک پمپ بنزین برداشت گردید. طبق اهداف تعیین شده براي این مطالعه از هیچ روش آماري براي نمونهبرداري استفاده نشد و تنها از محل هاي آلوده به نفت خام، که احتمال می رفت حاوي میکروارگانیسم هاي نفت خوار باشند، نمونه برداري بعمل آمد.
واژههاي کلیدي: آلودگی هاي نفتی، میکروارگانیسم، اثرات زیستمحیطی، تجزیهزیستی، پاکسازي
-1 مقدمه
نفت خام با بیش از340 فراورده یکی از اصلی ترین منابع انرژي و نیروي محرکه اقتصادي جهانی است، ایران9 درصد از کل مخازن نفت جهان را در اختیار دارد. نفت خام، کمپلکس پیچیده اي از مخلوط صدها نوع ترکیب مختلف شامل هیدروکربنها، نیتروژن، گوگرد و وانادیوم است که قسمت هیدروکربنی شامل ترکیبات آروماتیک، آلیفاتیک و آسفالتن است. آلودگی هاي نفتی تقریباً یک پیامد اجتناب ناپذیر از افزایش سریع جمعیت و مصرف انرژي است که بر پایه تکنولوژي نفت قرار دارد. طی سالهاي
گذشته تمام توجه کارشناسان به آلودگی هاي نفتی اقیانوس ها ناشی از تصادف نفت کش ها معطوف شده بود که بزرگترین آن در سال1967 در آبهاي انگلستان رخ داد.
در سال1975 در کارولنیاي جنوبی از یک مخزن نفت خام در حدود هزار گالن نفت به آب دریا نشت کرد. همچنین در سال1991 بیش از5 تن نفت خام در آبهاي خلیج فارس ریخته شد که سبب نابودي گیاهان و اکوسیستم هاي ساحلی خلیج
فارس شد. خلیج فارس به دلیل تردد کشتی هاي نفت کش، حفر چاه هاي متعدد و استخراج نفت در آن، سالانه حدود160
هزار تن نفت و مواد نفتی را در خود جاي می دهد و به عنوان یکی از آلوده ترین دریاهاي جهان شناخته می شود. به طور کلی وقایعی که به برخی از آنها اشاره شد، سبب شد تا توجه بیشتري به ساخت و ابداع روشهاي مختلف معطوف شود تا بتوان با آلودگی هاي دریاها و نواحی ساحلی مقابله کرد.[1]
روشهاي متعددي براي حذف آلودگی هاي نفتی در محیط زیست ارایه شده که مهمترین آنها عبارتند از:
-1 جمع آوري دستی آلودگی هاي نفتی از سطح آب
-2 محصور کردن آلودگی هاي نفتی به وسیله وسایل فیزیکی
-3 استفاده از موادي مانند پر و کاه که ذرات نفت را جذب می کند
-4 آتش زدن
-5 استفاده از حلال هاي دو قطبی
-6 پاکسازي زیستی یا تجزیه زیستی و یا Bioremediation
-2 پاکسازي یا تجزیه زیستی
25 درصد از نفت رها شده در آب از طریق تبخیر از بین میرود و بقیه به وسیله عمل اکسایش نوري و اکسایش میکروارگانیزم ها شکسته میشود که به این عمل تجزیه زیستی گفته می شود. حضور میکروارگانیزم هاي تجزیه کننده هیدراتهاي کربن در
آب دریا و خاکها سبب شده که تجزیه به عنوان یکی از موثرترین روشهاي حذف آلودگی هاي نفتی معرفی شود و کاربرد سیستمهاي بیولوژیک براي نابودکردن یا کم کردن غلظت مواد سمی نظیر هیدروکربورهاي نفتی را تسریع می کند. این عمل در حضور اکسیژن و مواد غذایی به خصوص نیتروژن و فسفر تسریع میشود.
انواع روش هاي فوق در کشورهاي صنعتی نظیر آمریکا، ژاپن، آلمان، انگلستان، کره جنوبی و روسیه به طور معمول استفاده می شود و در سایر کشورهاي به خصوص حوزه خلیج فارس در مرحله تحقیقاتی است. از محدودیت هاي این روش ها می توان به محدودیت در تعیین میزان شوري، دما، PH و نوع ترکیبات نفتی اشاره کرد.
سودوموناسها تنها باکتریی هایی هستند که قادر به تجزیه هیدروکربورهاي شاخه اي هستند، اصولاً میکروارگانیزم ها با کمک3
فراورده اصلی زیر قادر به تجزیه هیدروکربورهاي نفتی می باشند:
-1 آنزیمها:آنزیمهاي مونواکسیژناز و دي اکسیژناز مهمترین آنزیمها موثر در تجزیه هیدروکربورهاي نفتی بوده و فراوردههايحاصل از فعالیت این آنزیمها، الکلها هستند، بنابراین با سنجش میزان الکل ها می توان پی به مقدار تجزیه هیدرکربورهاي نفتی برد.
-2 بیوسورفکتانتها:مواد بیولوژیک داراي گروه هاي آب دوست و آب گریز در سطح سلول هستند و به وسیله تعداد زیادي ازمیکروارگانیزم ها تولید می شوند. براساس ساختار شیمیایی به گروههاي گلیکولیپیدي، فسفولیپیدها، اسیدهاي چرب و لیوپلی ساکاریدها طبقه بندي می شوند. بیوسورفکتانتها به وسیله امولسیونه کردن و آزادکردن هیدروکربورهاي جذب شده به مواد آلی خاك، سبب افزایش غلظت آبی ترکیبات هیدروفوبیک شده و باعث افزایش سرعت انتقال جرم می شود و به این وسیله به تسریع تجزیه زیستی کمک می کنند. از بیوسورفکتانتها براي پاکسازي تانکهاي ذخیره نفت، تصفیه فاضلاب هاي نفتی و تجزیه زیستی آلودگی هاي نفتی در مناطق خشکی و دریایی استفاده می شود.
-3 اسیدها و حلالها: بسیاري از میکروارگانیزمها قادرند با استفاده از هیدروکربورها به عنوان منبع کربن و انرژي، اسیدها وحلالهاي مختلف نظیر استن، اتر، بنزن و اسید اگزالواستیک تولید کنند که باعث حل شدن هیدروکربورهاي نفتی می شود.
هیچ میکروارگانیزمی به تنهایی قادر به تجزیه کامل هیدروکربورهاي نفتی به Co2 و آب به عنوان محلول نهایی نیست.
اصولاً از قارچها در محیط خاکی و از باکتري ها در محیط آبی بیشتر استفاده می شود. امروزه با کمک مهندسی ژنتیک چندین پلاسمید را درون باکتري ها به خصوص جنس سودوموناس قرار داده اند تا بتوانند چندین مشتق نفتی را به طور همزمان تجزیه کنند. محققان کانادایی چهارپلاسمید PHG-2،PPK2033،PKT230،PAC25 را درون سودوموناس پوتیدا قرار داده و
سویه اي از مهندسی ژنتیک شده را تولید کرده اند که قادر است به طور همزمان نفتالین، پارافین، بنزن و آسفالتن را تجزیه کند.[3,4]
سودوموناس پوتیدا توانایی تجزیه هیدروکربورهاي حلقوي معطر را دارد. سویه اي از TOL پلاسمید است. این پلاسمید را در جهت افزایش قدرت تجزیه کنندگی ترکیبات هالوژن دارِ حلقوي معطر از طریق کونژگاسیون (لقاح) B13 ازسودوموناس پوتیدا به سویه TOL تغییر داده اند.
