روش‌های میکروبی پاکسازی آلودگی‌های هیدروکربنی آب‌های زیرزمینی با استفاده از داده‌های متاژنوم

آب زیرزمینی یکی از منابع حیاتی آب شیرین در جهان است که به‌طور گسترده‌ای در کشاورزی، صنعت و مصارف آب شرب و خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. منابع آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک مانند کشور ما اهمیت دو چندانی در تامین آب شیرین پیدا می کنند. با این حال، آلودگی این منبع ارزشمند به دلیل نشت نفت و فرآورده‌های نفتی، مواد شیمیایی، فاضلاب‌های صنعتی و کشاورزی، و فعالیت‌های معدنی به یک چالش جدی تبدیل شده است. آلودگی آب زیرزمینی می‌تواند تاثیرات منفی بر سلامت انسان، اکوسیستم‌ها و تولیدات کشاورزی داشته باشد. یکی از موثرترین و پایدارترین روش‌ها برای رفع آلودگی آبهای زیرزمینی، استفاده از میکروارگانیسم‌ها و روش‌های مبتنی بر فناوری زیستی است. این میکروارگانیسم‌ها، مانند باکتری‌ها و قارچ‌ها، توانایی تجزیه و حذف آلاینده‌ها را دارند و می‌توانند مواد سمی و هیدروکربن‌ها را به ترکیبات غیرسمی تبدیل کنند، که این فرآیند به عنوان زیست پالایی شناخته می‌شود. روش‌های زیستی رفع آلودگی آب زیرزمینی شامل تحریک زیستی یا افزایش تعداد باکتریهای بومی آبخوان، و تلقیح زیستی یا افزودن میکروارگانیسم‌های تجزیه کننده به آب زیرزمینی جهت تسریع تجزیه آلاینده‌ها است. علاوه بر این، روش استخراج بخارات موسوم به sve و سپس پاکسازی زیستی جریان هوای آلوده با استفاده از بیوفیلتر نیز یکی از روش‌های موثر در حذف آلودگی‌های زیرزمینی است. امروزه انتخاب روش مناسب و بهره‌گیری هدفمند از پتانسیل میکروارگانیسم بر اساس آلاینده‌های خاصی که در آب زیرزمینی وجود دارند، با کمک تکنیک‌های متاژنومیکس بسیار دقیق‌تر شده است. در این مقاله خلاصه روش‌های بکار رفته جهت رفع آلودگی آب زیرزمینی در یک منطقه صنعتی با وسعت 100 هکتار ارائه شده و سپس داده‌های حاصل از مطالعه متاژنومیکس جمعیت میکروبی آب زیرزمینی در سه چاه شامل کنترل غیر آلوده، منطقه با آلودگی بالا و ناحیه حد واسط و اثر آلودگی بر تنوع میکروبی و ژن‌های تجزیه هیدروکربن‌ها مقایسه می‌شود.

microbial methods for bioremediation of hydrocarbon pollution in groundwater using metagenomic data

groundwater is one of the vital sources of freshwater, widely used in agriculture, industry, domestic and drinking water. in arid and semi-arid regions like our country, groundwater resources become even more crucial for providing freshwater. however, pollution of this valuable resource due to oil spills, chemicals, industrial and agricultural wastewater, and mining activities has become a serious challenge. groundwater pollution can have negative impacts on human health, ecosystems, and agricultural production. one of the most effective and sustainable methods for addressing groundwater pollution is the use of microorganisms and biotechnological methods. these microorganisms, such as bacteria and fungi, have the ability to degrade and remove pollutants and can convert toxic materials and hydrocarbons into non-toxic compounds, a process known as bioremediation. bioremediation methods for groundwater pollution include bio-stimulation or increasing the number of indigenous bacteria in the aquifer and bio-inoculation or adding pollutant-degrading microorganisms to groundwater to accelerate the biodegradation. additionally, a method known as soil vapor extraction (sve), followed by bioremediation of contaminated air flow by biofilters, is also an effective approach for removing subsurface pollutions.today, the selection of appropriate methods and targeted utilization of microbial potential based on specific pollutants of groundwater have become much more precise with the help of metagenomic techniques. in this paper, we summarize the methods employed to remediate groundwater pollution in an industrial area covering 100 hectares, and then compare the data obtained from a metagenomic study of the microbial population in groundwater across three wells: non-polluted control, high-pollution area, and an intermediate zone, assessing the impact of pollution on microbial diversity and hydrocarbon degradation genes