جداسازی و شناسایی باکتری‌های تجزیه‌کننده فنل از پساب کارخانه گل‌گهر سیرجان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات سیرجان، سیرجان، ایران

3 استادیار گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات سیرجان، سیرجان، ایران

چکیده

فنل و مشتقات آن ترکیباتی به‌شدت سمی می‌باشند که به‌راحتی می‌توان آنها را از پساب‌های صنایع مختلفی مانند پالایشگاه‌های نفت، صنایع پتروشیمی، معادن به‌ویژه زغال سنگ و کارخانه‌های مواد شیمیایی حذف کرد. ورود این مواد به محیط‌ زیست باعث آلودگی‌های شدید به‌ویژه در منابع آبی می‌شود. در گذشته از روش‌های فیزیکوشیمیایی برای حذف فنل و مشتقات آن استفاده می‌شد اما امروزه تصفیه زیستی در اولویت قرار دارد. هدف از این پژوهش شناسایی و جداسازی باکتری‌های تجزیه‌کننده فنل از پساب کارخانه گل‌گهر سیرجان بود. در این تحقیق برای جداسازی باکتری‌های تجزیه کننده فنل، نمونه‌برداری از مناطق مختلف پساب کارخانه گل‌گهر سیرجان صورت گرفت و با استفاده از روش‌های غنی‌سازی در محیط بوشنل- هاس همراه با فنل به‌عنوان منبع کربن، باکتری‌های تجزیه کننده فنل جداسازی شدند. باکتری‌های برتر در تجزیه فنل با استفاده از پرایمرهای ویژه ژن S rRNA16 و انجام واکنش زنجیره‌ای چندگانه و در نهایت تعیین توالی باند حاصله شناسایی شدند. در طی این تحقیق، ۱۷ سویه باکتریایی تجزیه‌کننده‌ فنل از نمونه‌های خاک و پساب جمع‌آوری شده از مناطق مختلف معدن جداسازی شد. با انجام آزمون‌های غربالگری، تعداد چهار سویه به‌عنوان سویه‌های برتر انتخاب شدند. بالاترین غلظتی از فنل که به این باکتری‌ها تجزیه می‌شد، غلظت ۴/۰ گرم در لیتر بود. نتایج حاصل از شناسایی مولکولی نشان داد که این باکتری‌های برتر تجزیه‌کننده فنل متعلق به جنس‌های سودوموناس اس پی و نیتراتیرداکتر اس پی و سالجنتی باکتر اس پی هستند. در مجموع نتایج این تحقیق نشان داد پساب کارخانه گل‌گهر سیرجان دارای تعداد زیادی از باکتری‌های تجزیه کننده فنل به‌ویژه جنس‌های مذکور است و با به‌کارگیری این باکتری‌ها در پساب حاصل از کارخانه گل‌گهر می‌توان میزان آلودگی این کارخانه را به‌طور قابل توجهی کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Isolation and Identification of Phenol Degrader Bacteria from Sirjan Golgohar Mine Effluent

نویسندگان [English]

  • Mehdi Hassanshhian 1
  • Mojdeh Lashkari 2
  • Babak Kheirkhah 3
1 Assoc. Prof. of Microbiology, Department of Biology, Faculty of Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 MSc Student of Micorobiology, Islamic Azad University, Sirjan Sciences and Research Branch, Sirjan, Iran
3 Ass. Prof. of Microbiology, Islamic Azad University, Sirjan Sciences and Research Branch, Sirjan, Iran
چکیده [English]

Phenol and phenolic compounds are highly toxic substances that are found as monoaromatic compounds in various industrial effluents from oil refineries, petrochemical plants, (coal) mines, and phenol resin plants. Their discharge into the environment, especially in water resources, causes serious toxicity. Traditionally, physicochemical methods have been used for the removal of phenol and phenolic compounds. Nowadays, bioremediation is known to be the best method for phenol removal from wastewater. The objective of the present study was twofold: isolation and identification of phenol degrading bacteria in the effluent from Golgohar Mine in Sirjan. For this purpose, samples were collected from different sections at Golgohar Mine and its effluent. Phenol degrading bacteria were isolated via enrichment of the samples in the Bushnell Hass medium with phenol used as the only source of carbon and energy. The predominant phenol degrader bacteria were selected by measuring turbidity at 600 nm. The bacteria were subsequently identified by amplification of 16S rRNA with specific primers and PCR sequencing. In this study, 17 strains of phenol degrader bacteria were isolated in soil and wastewater samples collected from different zones of the mine. Screening methods confirmed that 4 strains exhibit a better capability for phenol degradation as evidenced by their capability to degrade 0.4 g/l of phenol. Molecular identification showed that these bacteria belong to the species Pesudomonas sp, Nitrratireductor sp., and Salegentibacter sp. The results also show that the effluent from Golgohar Mine in Sirjan contains many phenol degrading bacteria. The use of these bacteria in the treatment process may lead to a significant reduction in phenol pollution in the mineral effluent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bacteria
  • Bioremediation
  • Phenol Contamination
  • Phenol
  • Wastewater
  1. Environmental Protection Agency. (2004). Collation of toxicological data and intake values for humans, EPA. Report, USA. 44-64.
  2. Veglio, F., Esposito,  A., and Reverberi,  A. (2003). “Standardization of heavy metal adsorption test.” J. Process Biochem., 38, 953-961.
  3. Boopathy, R.(2000).“Factors limiting bioremediation technologies.” J. Bioresource Tech., 74, 63-67.
  4. Ren, S., and Frymier, P. (2003). “Toxicity estimation of phenolic compounds by bioluminescent bacterium.” J. Environmental Metal Engin., 129, 328-335.
  5. Koutny, M., Ruzicka, J., and Chlachula, J. (2003). “Screening for phenol- degrading bacteria in the pristine soils of south stoene.” Applied Soil Ecology, 23(1), 79-83.
  6. Herman, H., Muller, C., Schimdt, I., and Hahnake, K. (1995). “Localization and organization of phenol degradation genes of Pseudomonas Putida strain H. molecular and general genetics.” J. Microbiological Rev.,  247, 240-246.
  7. Rahman, K., Thahira, J., and Banat, I. (2002).“Towards efficient crude oil degradation by a mixed bacterial consortium.” J. Bioresearch Tech., 85, 251-257.
  8. Hogg, T., and Heury, J. (1984). “Comparison and extracts with the saturation extracts in estimating salinity in Liberia Ewan soils.” J. Canadian Soil Science, 64, 699-704.
  9. Rhoades, J. (1986). “Cation exchange capacity.” Page, A. C. (Ed.), Methods of soil analysis, part 2, American Society Agronomy.
10. Alef , K., and Nanniper, P. (1995). Methods in applied soil microbiology and biochemistry, Academic Pub., New York.

11. Caruso, G., Cappello, S., Zampino, D., Monticelli, L., Maimone, G., Denaro, R., Tripodo, B., Troussellier, M., Yakimov, M., and Giuliano, L. (2007). “Microbial community dynamics during assays of harbor oil spill bioremediation, microscale simulation study.” J. Appl.Microbiol, 102(1),184-194.

12. Cappello, S., Denaro, R., Genovese, M., Giuliano, L., and Yakmov, M. (2006). “Predominant growth of Alcanivorax during experiments on oil spill bioremediation in mesocosms.” Microbiology Research, 162, 185-190.

13. Sambrook, J., and Russell, D. (2001). Molecular cloning III: A laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory, New York. 1115.

14. Godjevargova, T., Ivanova, D., Alexiva, Z., and Dimova, N. (2003). “Biodegradation of toxic organic components from industrial phenol production wastewater by free and immobilized trichosporon cutaneum R57. ” Process Biochemistry, 38, 915-920.

15. Rao, J.R., and Viraraghavan, T. (2002). Biosorption of phenol from an aqueous solution by Aspergillus niger biomass.” Bioresource Technology, 85(2), 165-171.

16. Kafilzadeh, F., Farhangdoost, M., Rezaeian, A., and Mahjour, A.(2009). “Assessment of bioremediation of phenol using native bacteriaisolated from water and sediments of ParishanLake.” J. Microb World, 2(2), 89-95.

17. Mohite, B., Jalgaonwala, R., Pawar, S., and Morankar, A.(2010). “Isolation and characterization of phenol degrading bacteria from oil contaminated soil.” Innovative Romanian Food Biotechnology, 7, 61-65.

18. Lu, G., Wang, C., and Sun, Z.( 2009). “Biodegradation of complex bacteria on phenolic derivatives in river water.” Biomed. Environ Sci., 22(2), 112-117.

19. Hassanshahian, M., Golbang, N., and Emtiazi, G. (2007). “Isolation and molecular determination of phenol degrading bacteria.” Res. J. Univers Isfahan Sci., 28, 1-8.

20. Movahedyan, H., Khorsandi, H., Salehi, R., and Nikaeen, M. (2009). “Detection of phenol degrading bacteria and Pseudomonas putida in activated sludge bypolymerase chain reaction.” Iran J. Environ Health Sci. Eng., 6(2), 115-120.

21. Normand, L., Serge, P., and Richard, V. (2004). “Nitratireductor aquibiodomus gen. nov., sp. nov.,a novel a-proteobacterium from the marine denitrification system of the Montreal Biodome(Canada).” Inter. J. System Evol. Microbiol., 54, 26-273.

22. Ying, J., Liu, Z., Wang, B., Xin Dai, S., and Yang, Shuang, J. (2007). “Salegentibacter catena sp. nov., isolated from sediment of the South China Sea, and emended description of the genus Salegentibacter.” Inter J. System Evol Microbiol, 57, 219-222.