بررسی کارایی فرمولاسیون پودری یک کنسرسیوم باکتریایی تجزیه‌کننده آلاینده‌های هیدروکربنی در مقیاس پایلوت میدانی

سابقه و هدف: آلودگی های نفتی می توانند سبب آسیب های جدی و بلندمدت بر محیط‌زیست و سلامت جامعه های انسانی شوند. ترکیب های هیدروکربنی می توانند در طبیعت به مدت طولانی باقی مانده و تبدیل به آلاینده های محیط زیستی شوند. پاک‌سازی آلودگی های هیدروکربنی همچنان موضوعی چالشی برای پژوهشگران رشته های مختلف می باشد. زیست‌پالایی ، نوعی بیوتکنولوژی است که می‌تواند برای رفع این آلودگی‌ها مورد استفاده قرار گیرد. بااین‌وجود بیشتر یافته‌‌های موجود در مورد ارزیابی عامل های موثر بر زیست‌ پالایی هیدروکربن‌های نفتی از مطالعات آزمایشگاهی به دست آمده است و پژوهش ها در این زمینه در مقیاس پایلوت یا مطالعات میدانی بسیار محدود است. مطالعات نشان می‌دهد که عامل های اصلاح بیولوژیکی که در شرایط آزمایشگاهی موثرند ممکن است بطور قابل‌ملاحظه‌ای در مقیاس وسیع دارای اثربخشی کمتری باشند بنابراین پژوهش ها و کاربردهای میدانی، آزمون‌های قانع‌کننده نهایی برای میزان کارآیی این محصول ها می‌باشند. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی عملکرد یک کنسرسیوم باکتریایی تجزیه‌کننده آلاینده‌های هیدروکربنی در شرایط طبیعی و در مقیاس پایلوت میدانی بود. مواد و روش ها: برای اجرای این پژوهش، کنسرسیوم باکتریایی تجزیه‌کننده آلودگی نفتی شامل 5 سویه باکتری alcanivorax dieselolei، microbacterium spوthalassospira xianheensis،rhodococcus ruber ،gracilibacillus dipsosauri، در فرمانتور نیمه صنعتی در حجم 500 لیتر تکثیر گردید. سپس سلول های میکروبی بعد از ته نشینی در فرمانتور به روش spraydrying خشک و با نشاندن بر روی پودر دیاتومه بعنوان بستر تثبیت، تبدیل به پودر شدند. با مخلوط سازی پودر خالص میکروبی با افزایه‌های مغذی مناسب، فرمولاسیون نهایی پودر میکروبی تجزیه‌کننده آلودگی نفتی تولید شد. آزمون میدانی ارزیابی عملکرد این پودر میکروبی بر روی خاک های آلوده به نفت خام در جزیره خارک صورت گرفت. برای این منظور خاک‌های آلوده به نفت سنگین در دو بلوک مجزا شامل یک بلوک شاهد و یک بلوک تیمار به روش زیست‌افزاییمورد آزمون تجزیه زیستی مواد نفتی قرار گرفت و غلظت هیدروکربن های نفتی کل و تغییرات دمای خاک در دوره آزمون سنجش شد. نتایج و بحث: میانگین میزان tph در روز اول در نمونه‌های شاهد و مورد آزمایش 341 میلی‌گرم در هر گرم خاک بود. در نمونه شاهد کاهش هیدروکربن های نفتی بعد از دوره 14 روزه آزمایش به میزان 2/%14 بود که می تواند به دلیل فعالیت جمعیت باکتری‌های بومی خاک و یا به سبب فرآیند‌های فیزیکوشیمیایی مانند تبخیر و فتواکسیداسیون باشد. در مقابل در خاک تیمار شده با فرمولاسیون پودری کنسرسیوم میکروبی تجزیه‌کننده آلودگی نفتی غلظت هیدروکربن های نفتی در پایان دوره آزمون با 70.6 % کاهش به 99 (mg/g) رسید. این نتایج نشان‌دهنده عملکرد بسیار سریع این کنسرسیوم میکروبی در تجزیه هیدروکربن های نفتی می باشد. همچنین به دلیل افزایش فعالیت باکتری‌ها و تجزیه هیدروکربن‌های نفتی دمای خاک در بلوک تیمار شده با پودر میکروبی با افزایشی معادل 11 درجه سانتی‌گراد همراه شد. افزایش دمای خاک بویژه در منطقه های سردسیر یا در فصل های سرد سال در نتیجه فعالیت باکتری ها خود می تواند سبب بالا رفتن متابولیسم جمعیت های میکروبی خاک و افزایش راندمان زیست پالایی شود. این موضوع بویژه در مورد آلودگی های نفتی در منطقه های قطبی اهمیت دوچندانی دارد. نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از کنسرسیوم میکروبی برای زیست پالایی خاک های آلوده به غلظت های بسیار زیاد هیدروکربن های نفتی مانند آنچه در زمان نشت نفت خام از خطوط انتقال نفت ایجاد می شود، می تواند نتیجه بخش باشد. همچنین کاربرد محصو ل های پودری بدلیل سهولت انجام عملیات و عدم نیاز به تجهیز های پیچیده و گران قیمت یک راهکار موثر بحساب می آید. افزون بر این افزودن کنسرسیوم میکروبی بدلیل جمعیت اولیه مناسب باکتری های تجزیه‌کننده نفت می تواند سبب افزایش دمای خاک شده و فعالیت جمعیت های بومی خاک را نیز افزایش دهد.

Pilotscale evaluation of bioremediation efficiency by powder formulation of a consortium of hydrocarbondegrading bacteria

Alcanivorax dieselolei، Microbacterium spوThalassospira xianheensis،Rhodococcus ruber ،Gracilibacillus dipsosauri