مقایسه کارایی برخی جدایه‌های باکتریایی در زیست‌پالایی یک خاک آلوده به نفت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

چکیده

آلودگی خاک به ترکیبات نفتی یکی از مشکلات جدی زیست‌محیطی است که می‌تواند اثرهای مخربی بر زیست‌بوم‌ها و سلامت انسان داشته باشد. روش‌های فیزیکی و شیمیایی پاکسازی خاک اغلب پرهزینه و مخرب هستند، در حالی که زیست‌پالایی میکروبی به عنوان یک روش پایدار و مقرون‌به‌صرفه مورد توجه قرار گرفته است. برای انجام پروژه‌های زیست‌پالایی ترکیبات نفتی، دست‌یابی به سویه‌های کارآمد یکی از نکات کلیدی می‌باشد و هدف از اجرای این کار تحقیقی، تلاش برای دست‌یابی به چنین موردی بوده است. بر این اساس، در این آزمایش 9 جدایه باکتریایی موجود در بانک میکروبی (شامل H921، H814، H712، H711، S21-1، C16-2O، 14A-4، P5 و Bio4) برای حذف زیستی آلودگی نفتی یک خاک آلوده با آلودگی طبیعی (با آلودگی اولیه 5/6 درصد) مورد استفاده قرار گرفت. طول مدت آزمایش 60 روز بود و آزمایش در دمای اتاق انجام شد. در طول آزمایش تأمین رطوبت (هر دو روز یکبار)، همزدن (روزانه)، و تلقیح میکروبی به همراه مصرف محلول غذایی (NPK) (هر سه روز یک بار) انجام شد. توجه به نشانه‌هایی همچون کاهش بوی متصاعد شده از نمونه (استشمام نمونه)، تغییر رنگ آن (مشاهده بصری) و میزان نفت باقی‌مانده (به روش سوکسله) پس از شروع آزمایش از جمله معیارهای مقایسه‌ای بین تیمارهای آزمایشی بودند. برای تعیین میزان نفت اولیه و میزان نفت باقی‌مانده در نمونه و اندازه‌گیری درصد تجزیه نفت، از روش سوکسله با بهره‌گیری از حلال دی‌اتیل اتر استفاده شد. از میان تیمارهای مورد استفاده سویه S21-1 بالاترین درصد تجزیه نفت را به خود اختصاص داد (26 درصد) و در رتبه‌های بعدی 14A-4 و C16-2O قرار داشتند. تغییر رنگ تدریجی به همراه کاهش میزان نفت باقی‌مانده حاکی از برتری نسبی سویه S21-1 متعلق به جنس سودوموناس بود. به نظر می‌رسد باکتری‌های مورد آزمون، به زمان بیشتری برای حذف زیستی ترکیبات نفتی نیاز داشته‌اند یا سهم ترکیبات آلیفاتیک و آروماتیک و توزیع این مواد در آلودگی نفتی عاملی برای کاهش تجزیه زیستی ترکیبات نفتی بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Afsharnia, M., Sarikhani, M. R., & Zarei, M. (2022). Isolation of oil degrading bacteria from oil contaminated soil around the oil refinery and petrochemical plants of Tabriz and identification of the efficient bacteria. Water and Soil Science, 32(4), 91-104. (In Persian with English abstract) https://doi.org/10.22034/ws.2021.45023.2408
Al-Maamary, H. M., Kazem, H. A., & Chaichan, M. T. (2017). Climate change: the game changer in the Gulf Cooperation Council Region. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 555-576. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.03.048
Al-Maghrabi, I. M., Aqil, A. B., Islam, M. R., & Chaalal, O. (1999). Use of thermophilic bacteria for bioremediation of petroleum contaminants. Energy Sources, 21(1-2), 17-29. https://doi.org/10.1080/00908319950014920
Anonymous. (1998). Test Methods for Evaluating Solid Waste, Physical Chemical Methods. Environmental Protection Agency, USEPA, Washington DC, USA.
Auffret, M. D., Yergeau, E., Labbé, D., Fayolle-Guichard, F., & Greer, C. W. (2015). Importance of Rhodococcus strains in a bacterial consortium degrading a mixture of hydrocarbons, gasoline, and diesel oil additives revealed by metatranscriptomic analysis. Applied Microbiology and Biotechnology, 99, 2419-2430. https://doi.org/10.1007/s00253-014-6159-8
 Baniasadi, M., & Mousavi, S.M. (2018). A Comprehensive Review on the Bioremediation of Oil Spills. In: Kumar, V., Kumar, M., Prasad, R. (eds) Microbial Action on Hydrocarbons. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-13-1840-5_10
Bouyoucos, G.J. (1951). A recalibration of hydrometer method for making mechanical analysis of soils. Agronomy Journal, 43, 434–438. https://doi.org/10.2134/agronj1951.00021962004300090005x
Ebrahimi, M., Fallah, A. R., & Sarikhani, M. R. (2013). Isolation and identification of oil-degrading bacteria from oil-polluted soils and assessment of their growth in the presence of gas oil. Water and Soil Science, 23(1), 109-121. https://water-soil.tabrizu.ac.ir/article_201.html?lang=en
Ebrahimpour, Gh. & Fooladi, J. (2005). Isolation and characterisation of crude oil biodegrading extreme halophilic biosurfactant-producing bacterium and an examination of the effect of salt concentrations on crude oil biodegradation by this strain. Environmental Sciences, 2(4), 9-20. https://envs.sbu.ac.ir/article_96971.html?lang=fa
Ghavidel, A., Najirad, S., & Alikhani, H. A. (2016). Isolation and study of indigenous bacteria of the contaminated soils in southern of Tehran oil refinery plant for bioremediation of oil contaminations. Water and Soil Science. 26(3), 175-185. https://water-soil.tabrizu.ac.ir/article_5543.html?lang=en
Heydaritabar, R., & Moghimi, H. (2017). Evaluation of anthracene biodegradation by Gliomastix sp. isolated from contaminated soil of Shazand oil refinery, Iran. https://www.sid.ir/paper/250530/fa
Hosseini-Boldaji, S. A., Soltani, H., & Teimouri, M. (2023). Isolation and purification of petroleum-decomposing bacteria from contaminated soils and identification the resulted compounds of degradation of such compounds. Applied Biology, 36(1), 109-34. https://doi.org/10.22051/jab.2022.40410.1486
Jones, J.R. (2001). Laboratory guide for conducting soil tests and plant analysis. CRC Press, Boca Raton, FL., USA.
Meintanis, C., Chalkou, K. I., Kormas, K. A., & Karagouni, A. D. (2006). Biodegradation of crude oil by thermophilic bacteria isolated from a volcano island. Biodegradation, 17(2), 3-9. https://doi.org/10.1007/s10532-005-6495-6
Martin, A.E., & Reeve, R. (1955). A rapid manometric method for determining soil carbonate. Soil Science, 79, 187–197.
Moradi, Sh., Sarikhani, M. R., Beheshti Ale-Agha, A., Hassanpur, K., & Shiri, J. (2024a). Effects of natural and prolonged crude oil pollution on soil enzyme activities. Geoderma Regional 36 (2024) e00742. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2023.e00742
Moradi, Sh., Sarikhani, M. R., Beheshti Ale-Agha, A., Hassanpur, K., & Shiri, J. (2024b). Evaluation of the pattern of changes in basal and substrate-induced respiration in oil-contaminated soils (Case study: Naft-Shahr Kermanshah). Water and Soil Science, 34(1), 163-183. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22034/ws.2023.54206.2502
Nadalian, B., Ebrahimipour, G., & Shahriari Mogadam, M. (2016). Biodegradation of crude oil contamination by a bacterium strain isolated from sediment of Arvandkenar area. Journal of Health, 7(3), 263-275. http://healthjournal.arums.ac.ir/article-1-989-fa.html
Norozpour, M.,  Sarikhani, M. R., & Aliasgharzad, N. (2024). Monitoring of soil enzyme activity changes in a heavy naphtha-contaminated soil under different bioremediation treatments. Water and Soil Science, 34(1), 217-233. https://doi.org/10.22034/ws.2021.48736.2448
Olsen, S.R. & Sommer, L.E. (1982). Phosphorus. Pp. 403–430. In: Page, A.L, Miller, R.H and Keeney, D.R. (Eds). Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and microbiological properties. SSSA, Madison, WI., USA.
Richard, L.A. (1954). Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Staff of U. S. Salinity Laboratory, Agriculture Handbook No. 60, USDA, Washington, USA. http://dx.doi.org/10.1097/00010694-195408000-00012
Rich, C. I. (1958). Soil chemical analysis. Soil Science Society of America Journal, 22(3), 272.
Romero-Zerón, L. (Ed.). (2012). Introduction to enhanced oil recovery (EOR) processes and bioremediation of oil-contaminated sites. BoD–Books on Demand.
Sarikhani, M. R., Afsharnia, M., Zareii, M., & Lotfolahi, A. (2025). Comparison of different bioremediation methods in reducing petroleum hydrocarbons in contaminated soil (Case study: Evaporation ponds of Tabriz refinery). Journal of Soil and Plant Science, 35(2), 23–41. https://doi.org/10.22034/sps.2025.66736.1004
Speight, J. G., & Arjoon, K. K. (2012). Bioremediation of petroleum and petroleum products. John Wiley & Sons.
Thavamani, P., Malik, S., Beer, M., Megharaj, M., & Naidu, R. (2012). Microbial activity and diversity in long-term mixed contaminated soils with respect to polyaromatic hydrocarbons and heavy metals. Journal of Environmental Management, 99, 10–17. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2011.12.030
Tyagi, M., da Fonseca, M. M. R., & de Carvalho, C. C. (2011). Bioaugmentation and biostimulation strategies to improve the effectiveness of bioremediation processes. Biodegradation22, 231–241.  https://doi.org/10.1007/s10532-010-9394-4
Walkley, A., & Black, I.A. (1934). An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37 (1), 29–38. http://dx.doi.org/10.1097/00010694-193401000-00003