شناسایی باکتری‌های هوازی تجزیه کنندة فنل در سیستم ترکیبی بیوفیلتر و لجن فعال

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری بهداشت محیط دانشگاه علوم پزشکی اصفهان و عضو هیئت علمی گروه بهداشت محیط دانشکده بهداشت همدان

2 دانشیار دانشگاه علوم پزشکی، دانشگاه بقیه‌ا... (عج)

3 استادیار گروه بهداشت محیط، دانشکده بهداشت همدان

4 استادیار گروه بهداشت محیط، دانشکده بهداشت اصفهان

چکیده

شناسایی باکتری‌های هوازی تجزیه کننده مواد سمی، گام مهمی در روند تکاملی سیستم‌های تصفیه فاضلاب محسوب می‌شود. باکتری‌های مؤثر در تصفیه و حذف آلاینده‌ها متناسب با نوع آلاینده و نوع سیستم و شرایط محیطی حاکم برآن متفاوت است. با شناسایی این باکتری‌ها می‌توان شرایط بهینه برای عملکرد سیستم را تعیین و به حداکثر راندمان دست پیدا کرد و با استفاده از روشهای بیوتکنولوژی نسبت به تقویت آنها برای تصفیه آلاینده‌های مورد نظر اقدام نمود. هدف از انجام این پژوهش، شناسایی باکتری‌هایی است که توانایی تجزیه فنل و حذف آن در سیستم بیولوژیکی ترکیبـــی بیوفیلتـــر و لجن فعـــال (BF/AS) را دارند. برای انجام این پژوهش ابتدا مقداری لجن بیولوژیکی تصفیه‌خانه فاضلاب شهری به عنوان منبع اولیه میکربی، به داخل سیستم تلقیح شد و با تزریق مداوم محلول شیرخشک و هوا تعداد آنها افزایش داده شد. سپس با تزریق تدریجی فنل در مدت سه ماه به تدریج فنل جایگزین شیر خشک گردید. نمونه‌برداری پس از سازگاری میکربها با فنل و استفاده از آن به عنوان تنها منبع مواد غذایی صورت گرفت. به منظور تفکیک میکروارگانیسم‌ها ابتدا نمونه‌ها در محیطهای کشت اختصاصی و افتراقی کشت داده شد و پس از تشکیل و تکثیرکلنی‌ها، با انجام آزمایشهای متعدد باکتری‌های هوازی مورد شناسایی قرار گرفتند. در بررسی میکروسکوپی اولیه پس از رنگ‌آمیزی اسمیر مستقیم انواع باسیل‌ها و کوکوباسیل‌های گرم منفی،قارچ، آمیب، باکتری‌های رشته‌ای و اسپیروکت‌ها مشاهده گردید. آزمایشهای بعدی نشان داد که تمامی باکتری‌های هوازی موجود در این سیستم غیر تخمیری بوده و نتیجه تست OF گلوکز آنها منفی می‌باشد. باکتریهایی که در این مطالعه شناسایی شده‌اند عبارت‌اند از: سودوموناس آئورژیناز، اسینتوباکتر، مورکسلا، سودوموناس آلکالیژنز، برواندیوموناس ویسیکالریس. نظر به اینکه در محلول ورودی به سیستم بجز فنل هیچ ماده دیگری وجود نداشته است, لذا می توان نتیجه گرفت که باکتری های موجود در این سیستم از فنل به عنوان تنها منبع تأمین کربن و انرژی استفاده کردند. ضمناً با توجه به آنکه باکتری بی هوازی اجباری در این مطالعه شناسایی نگردید، مشخص شد که تجزیه فنل در این سیستم در شرایط کاملا" هوازی انجام می‌شود؛ چون تمام باکتری‌های جدا شده هوازی هستند. دستاورد مهم دیگر اینکه باکتری برواندیوموناس ویسیکالریس برای اولین بار به عنوان باکتری تجزیه کننده فنل گزارش شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identification of Phenol Degrader Aerobe Bacteria in Combined Biological Phenol Treatment System of Biofilter and Activated Sludge

نویسندگان [English]

  • Reza Shokoohi 1
  • Masoud Hajia 2
  • Ahmad Jonaidi 3
  • Abdorahim Parvaresh 4
1 Ph.D. Student Faculty of Public Health Isfahan University of Medical Science
2 Assoc. Prof. Medicine Science University of Baqiyyat Allah
3 Assist. Prof. Faculty of Public Health Hamedan University of Medical Science
4 Assist. Prof. Faculty of Public Health Isfahan University of Medical Science
چکیده [English]

Disposal of chemical and toxic pollutants via industrial wastewaters into the environment has always been a hazard to water resources. According to scientific reports, biological systems are the most suitable method for treatment of such wastewaters. Obviously various effective organisms depend on the type of pollutants, treatment plant system and environmental conditions. Identification of the most effective microorganism is necessary for determination of optimum conditions, method of control and monitoring of bioreactor to access the maximum efficiency and improvement of operation. The objective of this study was to identify phenol degrader aerobe  bacteria in combined biological phenol-treatment system of biofilter and activated sludge. Some amount of biological sludge was provided from domestic wastewater treatment  as a primary source of microbe and was added to the designed reactor. Then samples were collected after growth of microbial mass. Phenol concentration and environmental condition (i.e. dissolved oxygen and pH) were stabilized after gradually adaptation of the system to phenol  All samples were collected by sterile glass container. These samples were cultured on enrichment media and identified by various differential tests. dentification results proved phenol degrader bacteria are aerobe, nonfrementer but had negative result for of test with glucose as substra. These isolated bacteria were Pseudomonas aerginosa, P.alcaligenes, Moraxella sp, Acinetobacter sp, and Brevundiomonas vesicularis Because phenol was the only substrate and nitrogen and phosphorus as necessary factor in this system, all biodegrader bacteria used only Phenol as their both carbon and energy source. Phenol is degraded in a completely aerobic condition and dissolved oxygen concentration is sufficient since all the bacteria are aerobes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Phenol
  • Combined System
  • Phenol Degrader Bacteries
  • Biofilter
  • Activated sludge
1- Sullivan, B.G., Garry, G.R., and Krieger, G.R.(2001). Clinical environmental health and toxic exposure, 2nd Ed., Lippin Cott Williams & Wilkins,USA.

2- Cohrssen, B., and Charles, H. (2001). Patty’s toxicology, 5th Ed., John Wiley and Sons,Canada.

3- Patterson, J.W. (1975). Wastewater treatment technology, Ann Arbor Science Publishers Inc.,USA.

4- Freeman, H. (1989). Standard handbook of hazardous waste treatment and disposal,McGraw- Hill,USA.

5- Rehm, H., and Reed, G. (1999). Biotechnology, 2nd Ed., Vol 11a., WIEY-VCH,Weinheim,Germany.

6- Tchobanoglous, G. (2003). Wastewater engineering,McGraw-Hill,USA.

 7- Roberts, E. (1992). Bioremediation of petroleum contaminate sites,Ck Smoley,USA.

8- German, B., Ariel, G. (1996). “Characterization of the Microorganisms from an Acclimated Activated Sludge Degrading Phenolic Compounds. ”J.Wat. Sci.Tech., 34(5-6), 289-294.

9- El-Sayed, W.S., Ibrahim, M.K., Abu-Shady, M., El-Beih, F., Ohmura, N., Saiki, H., and Ando, A. (2003). "Isolation  and Characterization of Phenol-Catabolizing Bacteria from a Coking Plant." J.Biosci.Biotechnol. Biochem. ,67(9), 2026-2029.

10- Koneman, E.W., Allen, S.D., Janda, W.M., Schrechenberger, P.C., and Winn, W.C.(1997). Color atlas and textbook of diagnostic microbiology, 15th Ed, Lippin Cott,Philadelphia,USA.

11- Yean, F.M.(2000). Biochemical test of identification of medical bacteria, 3rd Ed, Williams Wilkins.

12- Shimazu, M., Mulchandani, A., and Chen, W.(2001). “Simultaneous Degradation of Organic Phosphorus Pesticides and P-Nitro Phenol by a Genetically Engineering Moraxella SP.” J. Biotecnol. Bioeng., 76, 318-324.

13- Smejkal, C.W., Seymour, F.A., Burton, S.K., and Lappin-Scott, H.M. (2003). “Characterisation of Bacterial Cultures Enriched on the Chlorophenoxyalkanoic Acid Herbicides 4-(2,4-Dichlorophenoxy) Butyric Acid and 4-(4-Chloro-2-Methylphenoxy) Butyric Acid. ” J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 30(9), 561-567.