ارزیابی پارامترهای مختلف بر تجزیه آنتراسن توسط باسیلوس جدا شده از رودخانه بابلرود استان مازندران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه محیط زیست،واحد دماوند، دانشگاه آزاد اسلامی،دماوند، ایران

2 گروه محیط زیست، واحد دماوند، دانشگاه آزاد اسلامی،دماوند، ایران

3 گروه بیوتکنولوژی آبزیان، پژوهشکده اکولوژی دریای خزر

چکیده

سابقه و هدف: یکی از مهم‌ترین آلاینده های زیست محیطی ترکیبات نفتی بوده که باعث آلودگی اکوسیستم‌های آبی می‌شوند. آلاینده‌های نفتی بر محیط‌های آبی و خاک اثر گذاشته و سبب تغییراتی نامطلوب در آنها می‌گردند.آلاینده‌های نفتی حاوی فلزات سنگین و ترکیبات خطرناک می‌باشند و اثرات زیانباری بر سلامت اکوسیستم‌ها و موجودات زنده خواهند داشت. هیدروکربن‌های چند حلقه‌ای آروماتیک (PAHs) از مهمترین مشتقات نفتی بوده که عموما در اثر فعالیت‌های انسانی ایجاد شده و دارای پایداری بسیار بالایی بوده و دارای عوارض جانبی متعدد (سرطان‌زا و جهش‌زا ) می‌باشند. آنتراسن یک ترکیب سه حلقه‌ای آروماتیک بوده که در مناطق آلوده به ترکیبات نفتی وجود دارد. آنتراسن در بین 100 ترکیب آروماتیک جزء سمی‌ترین ترکیبات آروماتیک بوده و کاهش آن از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشد. برخی از باکتری‌های محیطی از ترکیبات آروماتیک به‌عنوان منبع کربن و انرژی استفاده کرده و آن‌را به ترکیبات دیگر تبدیل کرده و محصول نهایی تجزیه نیز دی‌اکسید‌کربن و آب می‌باشد. آنتراسن به‌علت حلالیت پائین در آب کمتر تحت تاثیر مستقیم تجزیه میکروبی قرار گرفته و بایستی شرایط زیستی و غیرزیستی جهت تجزیه را بهینه کرده تا تجزیه میکروبی بیشترین راندمان را داشته باشد. باکتری‌های جنس باسیلوس به‌علت داشتن اسپور، قادر به رشد در شرایط نامناسب زیست محیطی بوده و از گونه‌های مختلف باسیلوس بطور گسترده در تحقیقات زیست فناوری از جمله تولید فرآورده‌های زیستی و کاهش آلاینده‌های زیست محیطی استفاده می‌گردد. یکی دیگر از مزایای باسیلوس‌ها، توانایی رشد در محیط‌های ساده و دارای حداقل ماده مغذی بوده و از این‌رو جزء باکتری‌های شاخص جهت کاهش آلاینده‌های زیست محیطی می‌باشند. هدف از این مطالعه جداسازی باکتری‌های تجزیه کننده (باسیلوس) از مصب رودخانه بابلرود و استفاده از آنها جهت تجزیه زیستی آنتراسن در مقیاس آزمایشگاهی بوده است.
مواد و روش‌ها: نمونه‌ها از رسوبات مصب رودخانه اخذ و پس ار انتقال به آزمایشگاه، در محیط کشت حداقل MSM (Minimal Salt Medium) کشت داده شدند. یکی از باکتری‌های تجزیه کننده آنتراسن جنس باسیلوس بوده که با استفاده از کشت‌های متوالی جداسازی و از طریق روشهای مولکولی شناسایی گردید. جهت ارزیابی تجزیه زیستی آنتراسن توسط باسیلوس، از فاکتورهایی نظیر pH ، دما و غلظت آنتراسن استفاده گردید.
یافته ها: نتایج نشان داد که شرایط بهینه جهت تجزیه آنتراسن شامل 5/7 pH=، دمای 35 درجه سانتی‌گراد و غلظت 150 میلی‌گرم در لیتر از آنتراسن بوده و با افزایش زمان انگوباسیون، روند تجزیه آنتراسن نیز سریع‌تر صورت گرفت. بازده تجزیه زیستی آنتراسن درحضور باسیلوس، بیش از 40 درصد در طول 2 بوده که نشان‌دهنده توانایی بالای آنزیمی این باکتری بوده است.
نتیجه‌گیری: با توجه به رشد باسیلوس در شرایط نامناسب ( به‌دلیل اسپور دار بودن) می‌توان از آن به عنوان ابزار زیستی جهت حذف آنتراسن استفاده نمود. این روش یک راهکار دوستدار محیط زیست برای حذف آلاینده‌های پایه نفتی بوده و به‌دلیل استفاده از عوامل زیستی اثر منفی بر محیط نخواهد داشت. پیشنهاد می‌گردد از این روش در پاکسازی محیط های آلوده استفاده گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of different parameters on anthracene biodegradation by Bacillus isolated from Babolrood river in Mazandaran province

نویسنده [English]

  • shahrzad khoramnejadian 2

چکیده [English]

Background and Objectives: One of the most important environmental pollutants is petroleum compounds that contaminate aquatic ecosystems. Petroleum pollutants affect the aquatic and terrestrial ecosystems and caused the adverse change in them. Petroleum pollutants contain heavy metals and hazard compounds and will have harmful effects on the ecosystems and organisms. Aromatic polycyclic hydrocarbons (PAHs) from the oil derivatives, which are generally caused by human activity and high stability, and have multiple side effects (carcinogenic and mutagenic). Anthracene, a combination of tricycles aromatic hydrocarbon and exist in contaminated areas. Anthracene is one among the 100 most toxic aromatic compounds and therefore reducing of Anthracene is important. Some of environmental bacteria are used from PAHs as a source of carbon and energy and convert it to the other compounds and final products of degradation are carbon dioxide and water. Anthracene due to low solubility in water less direct effect of land and microbial degradation of the biotic and abiotic conditions must be optimized for analysis to microbial degradation have the greatest efficiency. Bacillus is belonging to spore forming bacteria and able to grow in improper environmental conditions and different species of Bacillus are extensively used in biotechnology research, including the production of biological products and reduce environmental pollutants. In other hand, bacillus species are capable to grow in simple environments with minimal nutrient and therefore to reduce environmental pollutants.
Materials and Methods: Sampling was done from river estuary sediment and had cultured in Minimal Salt Medium (MSM). Bacillus Spp. was one of the isolated bacteria from river sediment that identified by molecular technique. In next step, influence of pH, temperature and concentration of anthracene were surveyed on anthracene biodegradation by Bacillus spp during zero, 24 and 48 hours.
Results: The results showed that the optimized condition for biodegradation included pH= 7.5, 35◦C and 150 ppm of anthracene. Bacterial degradation of anthracene was increased with prolong of incubation time. Efficiency of bacillus sp for decomposition of anthracene was 42% during 48 hours. Conclusion: As regards to high potential of bacillus and also its survival in improper condition (spore – forming bacterium) can be used as biological tools for degradation of anthracene in oil contaminated regions. This method is an eco friendly way for removal of petroleum based pollutants and used the biological factors so it doesn’t have a negative effect on the environment. This method is recommended to remediation of petroleum polluted environment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anthracene
  • Babolrood River
  • PAHs
  • Bacillus spp