تجزیه ‌زیستی نفت‌خام با استفاده از سلول‌های میکروبی تثبیت ‌شده در دانه‌های آلژینات تولید شده با روش الکترواسپری

زمینه و هدف: ترکیبات نفتی یکی از عوامل اصلی آلودگی محیط‌های آبی محسوب می‌شود. در سال‌های اخیر روش‌های بیولوژیکی به‌عنوان روشی دوستدار محیط‌زیست و مقرون‌ به‌صرفه در کنار روش‌های فیزیکی و شیمیایی برای پاک‌سازی محیط‌های آلوده مورد استفاده قرار گرفته‌ است. اخیرا روش‌ تثبیت سلولی درون حامل‌های هیدروژلی به‌دلیل مزایایی نظیر سهولت کنترل میکروارگانیزم‌ها، تماس غیرمستقیم آلاینده و سلول‌، افزایش مقاومت سلول‌ها در برابر تنش‌ها و استفاده مجدد و متوالی مورد توجه قرار گرفته‌‌ است. اهداف اصلی این تحقیق، معرفی روش الکترواسپری به‌منظور کاهش سایز دانه‌های آلژینات کلسیم جهت استفاده در سامانه تثبیت سلولی و مقایسه میزان تجزیه‌ زیستی نفت‌خام سنگین توسط سویه‌ bacillus licheniformisدر دو حالت سلول‌ آزاد و تثبیت ‌شده هستند. روش بررسی: سویه‌ تجزیه‌کننده نفت‌خام، از منطقه‌ آلوده‌ نفتی جزیره‌ خارک جداسازی ‌شده و توانایی این سویه در حالت‌های آزاد و تثبیت ‌شده، در شرایط محیطی متفاوت (ph برابر با 5، 7) و غلظت نفت‌خام (1500، ppm 3500) بررسی شد. روش الکترواسپری برای تولید دانه های آلژینات و روش وزن‌سنجی و کروماتوگرافی گازی جهت اندازه‌گیری میزان حذف نفت‌خام استفاده شد.یافته‌ها: بیشترین میزان حذف نفت‌خام (61 درصد) مربوط به سلول‌های تثبیت ‌شده در محیط خنثی و غلظت نفت‌ppm 3500 بود. تجزیه‌زیستی نفت‌خام پس از 14 روز، توسط سلول‌های تثبیت ‌شده با اختلاف معنی‌داری (p<0/05) نسبت به سلول‌های آزاد بیشتر بوده و تثبیت سلولی مقاومت میکروارگانیزم‌ها در برابر شرایط محیطی را افزایش داده است. نتیجه‌گیری: با استفاده از روش الکترواسپری با کاهش سایز دانه‌ها، می‌توان بر مشکلات انتقال جرمی سامانه تثبیت سلولی فائق آمد و این سامانه می‌تواند به‌عنوان جایگزین مناسبی برای سامانه سلول‌های آزاد در تصفیه پساب استفاده شود.

Biodegradation of crude oil by immobilized microbial cells in alginate beads produced by electrospraying technique

Background and Objective: Petroleum compounds are major contributors to aquatic environmental pollution. In recent years, biological treatments as environmentalfriendly and costeffective techniques have been used alongside the various physicochemical methods. Microbial cell immobilization in hydrogel carriers has been the focus of researchers due to various advantages such as ease of microbial species control, nondirect exposure of pollutants to the cells, increasing cell resistance during different types of stresses and reusability. The main goals of this study were introduction to electrospraying technique in order to size reduction of alginate beads and comparison of heavy crude oil biodegradation using an isolated strain of Bacillus licheniformis in free and immobilized cells.Materials and Methods: The oildegrading strain was isolated from oilpolluted site on Kharg Island. Microbial cells were examined in both free and immobilized systems under different conditions (pH=5,7) and initial crude oil concentration (1500,3500 ppm). Electrospraying technique was used for alginate beads production. Residual crude oil content was analyzed by gas chromatograph and gravimetrically method.Results: The maximum oil removal (61%) was obtained for the immobilized cells at a concentration of 3500 ppm in neutral medium. Overall, according to the results, after the 14th day, the biodegradation through the immobilized cells was significantly (p<0.05) higher than the free cells. Moreover, the cell immobilization caused the microorganisms to be more resistant to the harsh environments.Conclusion: This study showed that the immobilized microbial cell system has a great potential for oil wastewater treatment. The electrospraying technique can be used to overcome to the mass transfer limitations.