بررسی کارایی میکروارگانیسم‌های خالص‌سازی شده از محیط‌های حاوی ترکیبات نفتی در تولید مواد زیست فعال سطحی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد و عضو هیئت علمی گروه مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا

2 کارشناس ارشد و عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران و محیط زیست، مؤسسه آموزش عالی جامی، دلیجان

3 دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اهواز

4 دانشیار گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه اصفهان

5 استادیار گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه اصفهان

چکیده

آلودگی خاک با نفت خام منجر به ضایعات شدید زیست‌محیطی در اکوسیستم می‌گردد. از میان روشهای گوناگونی که برای حذف نفت خام از خاک مورد بررسی قرار گرفته است، شستشوی خاک با کمک ترکیبات زیست فعال سطحی یک روش سریع و اقتصادی است که علاوه بر حذف ترکیبات نفتی از خاک، منجر به حذف فلزات سنگین نیز می‌گردد. در این مطالعه از پنج منطقه که مدتها در تماس با ترکیبات نفتی بوده‌اند برای به‌دست آوردن میکروارگانیسم‌هایی که توانایی زیستن در مجاورت نفت خام و تولید بیوسورفکتانت‌ها را دارا باشند، نمونه‌برداری شد. در این مطالعه 16 میکروارگانیسم، جداسازی و خالص‌سازی گردید. این میکروارگانیسم‌ها پس از افزایش تعداد و کشت در محیط معدنی، مورد آزمایش پراکندگی نفت و آزمون شاخص امولسیون سازی (E24) قرار گرفتند. میکروارگانیسمی که 12-A نامیده شد و یک باکتری گرم منفی میله‌ای بود دارای بیشترین شاخص امولسیون‌سازی معادل 36 درصد بود. در این مطالعه به ازای هر لیتر محیط کشت معدنی حاوی 356 میلی‌گرم میکروارگانیسم، 3 گرم پودر خشک بیوسورفکتانت از محیط کشت، خالص‌سازی گردید. از میکروارگانیسم مذکور به‌طور مستقیم و یا پس از تولید و خالص‌سازی بیوسورفکتانت تولیدی می‌توان برای تصفیه خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Producing Biosurfactants from Purified Microorganisms Obtained from Oil-contaminated Soil

نویسندگان [English]

  • Nader Mokhtarian 1
  • Amir Reza Talaie 2
  • Nematolah Jaafarzadeh 3
  • Mohammad Reza Talaie 4
  • Masoud Beheshti 5
1 M.Sc. and Academic Member of Chemistry Eng. Dept., Azad University, Branch of Shahreza
2 M.Sc. and Academic Member of Civil and Environmental Eng., Jami Institute of Tech., Delijan
3 Assoc. Prof. of Environmental Health Eng., Faculty of Public Health, Ahwaz University of Medical Sciences, Ahwaz
4 Assoc. Prof. of Chemical Eng., Dept. of Eng., Isfahan University, Isfahan
5 Assist. Prof. of Chemical Eng., Dept. of Eng., Isfahan University, Isfahan
چکیده [English]

Contamination of soil by crude oil can pose serious problems to ecosystems. Soil washing by solutions containing biosurfactants is one of the most efficient methods for the remediation of contaminated soil by crude oil because it removes not only the crude oil but also heavy metals. In this study, five soil samples were taken from fields exposed to oil compounds over the years in order to produce biosurfactants from microorganisms that were capable of degrading oil compounds. Sixteen such microorganisms were isolated. After cultivation, their emulsification strength was examined using E24 test. From among the experimental microorganisms, a gram-negative and rod-shape microorganism called A-12 showed the greatest value of the E24 test index (36%). For each liter of the culture medium containing 365 mg of microorganisms, 3 gr of the biosurfactant compound was produced and separated as dried powder. The purified biosurfactant was used in the soil washing process. Also, the insulated microorganisms were capable of degrading crude oil floating on wastewaters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crude Oil
  • Biosurfactant
  • Bioemulsifier
  • E24
1- Dibble, J. T., and Bartha, R. (1979). “Effect of environmental parameters on the biodegradation of oil sludge.” Applied and Environmental Microbiology, 37(4), 729-739.
2- William, C., Anderson W.C., and Dee, P. E. (1993). Innovative site remediation technology: Soil washing/soil flushing, EPA, USA.
3- Anderson, R., Rasor, E., and Van Ryn, F. (1999). “Particle size separation via soil washing to obtain volume reduction.” J. of Hazard Malter, 66 (1-2), 89-98.
 
آب و فاضلاب                                                                                                                                                                      شماره 3 سال 1389
 
 
4- Tobia, R.J., Camacho, J.A.M., Augustin, P. Griffiths, R. A., and Frederick, R. M. (1994). “Surfactant treatment of crude oil contaminated soils.” J. of Hazard Mater, 38 (1), 145-161
5- Khodadoust, A. P., Lei, L., Antia, J. E., Bagchi, R., suidan, M. T., and Tabak, H. H. (2005). “Adsorption of PAHs in aged harbor sediments.” ASCE J. of Environmental Egn., 131 (3), 403-409.
6- Mann, M. J. (1999). “Full-scale and pilot- scale soil washing.” J. Hazard. Mater, 66 (1–2), 119-136.
7- Kosaric, N. (1987). Biosurfactants and biotechnology, Marcel Dekker,New York.
8- Hunter, R.J. (1993). Introduction to modern colloid science, Oxford Science Publications,UK.
9- Urum, K., Pekdemir T., and Copur, M. (2004). “Surfactants treatment of crude oil contaminated soils.” J. of Colloid and Interface Science, 276, 456-464.
10- Francy, D. S., Thomas, J. M., Raymond, R. L., and Ward, C. H. (1991). “Emulsification of hydro carbons by surface bacteria.” J. Ind. Microbiol, 8, 237–246.
11- Van Dyke, M. I., Couture, P., Brauer, M., Lee, H., and Trevors, J. T. (1993). “Pseudomonas aeruginosa UG2 rhamnolipid biosurfactants: Structural characterization and their use in removing hydro phobic compounds from soil.” J. Microbiol., 39, 1071-1078.
12- Hamme, J. D., and ward, O. P. (1999). “Influence of chemical surfactants on the biodegradation of crude oil by a mixed- bacterial culture.” Can J. of Micorbiol., 45, 130-137.
13- Maier, R. M., and Sorberon-Ghavaz, G. (2000). “Pseudomona aeruginosa rhamnolipidisL biosynt hesis and potential environmental applications.” Appl. Microbial. Biotech., 54, 625-633
14- Makkar, R. S., and Cameotra, S. S. (1998). “Production of biosurfactant at mesophilic and thermophilic conditions by a strain of Bacillus subtilis.” J. of Indus. Microb. and Biotech., 20, 48-52.
15- Talaie, A. R. (2008). “Parametric study of petroleum compounds biodegradation using microorganisms,” M.Sc. Thesis, Scince and Research Azad University Branch-Ahvaz.
16- Talaie, A. R., Talaie, M., and Jafaarzadeh, N. (2009) “Optimization of biodegradation of wastewater contaminated floating diesel fuel by Taguchy method.” J. Water and Wastewater, 71, 57-68.
17- Talaie, A. R., Jafaarzadeh, N., Talaie, M., and Beheshti, M. (2009). “Optimization of floating crude oil biodegradation by isolated microorganisms via experimental design method.” J. of Koomesh, 11 (1), 41-54.
18- Qingxin, Li, Kang, C., and Zhang, C. (2005). “Wastewater produced from an oilfield and continuous treatment with and oil-degrading bacterium.” Process Biochemistry, 40, 873-877.
19- Choi, H. D., Hori, K., Tnji, Y., and Unno H. (1974). “Microbial degradation kinetics of solid alkane dissolved in nondegradable oil phase.” J. of Biochemical Engineering, 3, 71-78.
20- Liang, Z. G., Yue-ting, W. U., Xin-ping Q., and Qin, M. (2005). “Biodegradation of crude oil by pseudomonas aeruginosa in the presence of rhamnolipids.” J. of Zhejiang University Science, 8, 725-730.
21- Mulkins-Philips, G. J., and Stewart J. E. (1974). “Effect of four dispersants on biodegradation and growth of bacteria on crude oil.” Applied Microbiology, 28(4), 547-552.