ارزیابی مقایسه‌ای تجزیه زیستی نفت خام با استفاده از میکروارگانیزم اسینتوباکتر کالکواستیکوس در شرایط حضور و عدم حضور نانوذرات مغناطیسی زیست‌عملگراشده

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده فناوری‌های نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده
اهداف: تاثیر آلاینده‌های نفتی بر آلودگی آب و خاک و تغییر اکولوژی محیط به انجام مطالعات متعددی در رابطه با شناسایی و حذف این مواد منجر شده است. روش‌های زیستی به‌علت عملکرد مطلوب در کنترل این نوع آلودگی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. هدف پژوهش حاضر ارزیابی مقایسه‌ای تجزیه زیستی نفت خام با استفاده از میکروارگانیزم اسینتوباکتر کالکواستیکوس RAG-۱ در شرایط حضور و عدم حضور نانوذرات مغناطیسی زیست‌عملگراشده بود.

مواد و روش‌ها: در این تحقیق آزمایشگاهی، میزان تخریب‌پذیری نرمال‌دکان و هگزادکان به‌عنوان شاخص‌هایی از نرمال‌پارافین­های موجود در آلاینده‌های نفت خام، توسط میکروارگانیزم اسینتوباکتر کالکواستیکوس در شرایط بهینه تولید امولسان توسط این میکروارگانیزم مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین تاثیر حضور نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن پوشش‌دارشده با دو لایه دکانوئیک‌اسید، بر تخریب‌‌پذیری به‌طور جداگانه بررسی شد. آزمون T مستقل به‌منظور بررسی معنی‌داربودن پارامترهای مدل و آنالیز واریانس دوطرفه به‌منظور بررسی برازندگی مدل صورت گرفت. همچنین طراحی آزمایشات با روش فاکتوریل جزیی صورت گرفت و به‌منظور تجزیه‌وتحلیل آماری نتایج از نرم‌افزار Minitab V.۱۶ استفاده شد.

یافته‌ها: میزان تجزیه زیستی پس از ۶۰ روز، برابر با ۸۵% و ۸۶% به‌ترتیب برای ترکیبات نرمال‌دکان و هگزادکان به دست آمد. همچنین حضور نانوذرات منجر به بهبود فرآیند تجزیه زیستی و افزایش مقادیر فوق به ترتیب به ۹۱% و ۸۹% شد.

نتیجه‌گیری: میکروارگانیزم اسینتوباکتر کالکواستیکوس در حذف ترکیبات پارافینی با طول زنجیر متوسط از نفت خام موفق است. تاثیر حضور نانوذره در زیست‌تخریب‌پذیری نرمال‌دکان بیشتر از این اثر در تخریب هگزادکان است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Hanbing Q, Jie L, Dong L. A review of petroleum pollutant migration in the permafrost environment. Phys Numer Simul Geotech Eng. 2015;(18):95-9. [Link]
Shukla KP, Singh NK, Sharma S. Bioremediation: Developments, current practices and perspectives. Genet Eng Biotechnol J. 2010;2010:GEBJ-3. [Link]
Salihu A, Abdulkadir I, Almustapha MN. An investigation for potential development on biosurfactants. Biotechnol Mol Biol Rev. 2009;3(5):111-7. [Link]
Margesin R, Schinner F. Bioremediation (natural attenuation and biostimulation) of diesel-oil-contaminated soil in an alpine glacier skiing area. Appl Environ Microbiol. 2001;67(7):3127-33. [Link] [DOI:10.1128/AEM.67.7.3127-3133.2001]
Cookson J. Bioremediation engineering: Design and application. New York: McGraw-Hill Education; 1995. [Link]
Ruffini Castiglione M, Giorgetti L, Becarelli S, Siracusa G, Lorenzi R, Di Gregorio S. Polycyclic aromatic hydrocarbon-contaminated soils: bioaugmentation of autochthonous bacteria and toxicological assessment of the bioremediation process by means of Vicia faba L. Environ Sci Pollut Res Int. 2016;23(8):7930-41. [Link] [DOI:10.1007/s11356-016-6049-y]
Singh P, Parmar D, Pandya A. Comparative study of crude oil degradation efficiency of microbes isolated from crude oil contaminated site. Bull Env Pharmacol Life Sci. 2015;4(2):91-4. [Link]
Eskandari S. Optimize the production of emulsants By A.calcoaceticus RAG-1 bacteria [Dissertation]. Tehran: Amirkabir University of Technology; 2007. [Persian] [Link]
Mujumdar S, Bhandari T, Atre C. Industrial and biological applications of bioemulsifiers: A mini review. J Biomed Pharm Res.2015;4(4):26-35. [Link]
Mnif I, Ghribi D. High molecular weight bioemulsifiers, main properties and potential environmental and biomedical applications. World J Microbiol Biotechnol. 2015;31(5):691-706. [Link] [DOI:10.1007/s11274-015-1830-5]
Zou C, Wang M, Xing Y, Lan G, Ge T, Yan X, et al. Characterization and optimization of biosurfactants produced by Acinetobacter baylyi ZJ2 isolated from crude oil-contaminated soil sample toward microbial enhanced oil recovery applications. Biochem Eng J. 2014;90:49-58. [Link] [DOI:10.1016/j.bej.2014.05.007]
Rashedi H, Mazaheri Assadi M, Tabatabaee Bafrouee A. Indigenous production of biosurfactant and degradation of crude oil by Bacillus sp. Adv Environ Technol. 2015;1(1):11-6. [Link]
Kang Z. Mechanical properties of hexadecane-water interfaces with adsorbed hydrophobic bacteria [Dissertation]. Edmonton: University of Alberta; 2009. [Link]
Dorobantu LS. Analysis of bacterial surface properties using atomic force microscopy [Dissertation]. Edmonton: University of Alberta; 2009. [Link]
Desai JD, Banat IM. Microbial production of surfactants and their commercial potential. Microbiol Mol Biol Rev. 1997;61(1):47-64. [Link]
Ron EZ, Rosenberg E. Biosurfactants and oil bioremediation. Curr Opin Biotechnol. 2002;13(3):249-52. [Link] [DOI:10.1016/S0958-1669(02)00316-6]
Shen L, Laibinis PE, Hatton TA. Bilayer surfactant stabilized magnetic fluids: synthesis and interactions at interfaces. Langmuir. 1999;15(2):447-53. [Link] [DOI:10.1021/la9807661]
Amin MM, Salehi P, Teimouri F, Kalteh T. Bioremediation of soils polluted with phenanthrene and anthracene using ground treatment method and chicken manure as a cosubstrate. J Environ Health Sustain Dev. 2017; 2(3):348-56. [Link]
Zhao F, Zhang J, Shi R, Han S, Ma F, Zhang Y. Production of biosurfactant by a Pseudomonas aeruginosa isolate and its applicability to in situ microbial enhanced oil recovery under anoxic conditions. RSC Adv. 2015; 45;36044-50. [Link] [DOI:10.1039/C5RA03559G]
Rashedi H, Mazaheri Assadi M, Jamshidi E, Bonakdarpour B. Production of rhamnolipids by Pseudomonas aeruginosa growing on carbon sources. Int J Environ Sci Technol. 2006;3(3):297-303. [Link] [DOI:10.1007/BF03325937]
Rashedi H, Jamshidi E, Mazaheri Assadi M, Bonakdarpour B. Biosurfactant production with glucose as a carbon source. Chem Biochem Eng Q. 2006;20(1):99-106. [Link]
Bagheri Lotfabad T, Partovi M, Bahmaei M. Rhamnolipid biosurfactant production by Pseudomonas aeruginosa MR01 using vegetable oil refinery wastes. New Cell Mol Biotechnol J. 2013;3(9):91-9. [Persian] [Link]
CR Suresh Chander, T Lohitnath, DJ Mukesh Kumar, PT Kalaichelvan. Production and characterization of biosurfactant from bacillus subtilis MTCC441 and its evaluation to use as bioemulsifier for food bio – preservative. Adv Appl Sci Res; 2012; 3(3):1827-31. [Link]
Arabian Hossein Abadi H, Rashedi H, Amoabediny G, Mazaheri Asadi M. Purification of rhamnolipid using colloidal magnetic nanoparticles. Afr J Biotechnol. 2009;8(13):3097-106. [Link]