تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,098,887 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,206,447 |
بررسی تجزیه زیستی BTEX توسط Bacillus thuringiensis و Bacillus sp. در شرایط کاهشی نیترات | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
مقاله 14، دوره 50، شماره 3، مرداد 1398، صفحه 713-724 اصل مقاله (1.04 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2018.258171.667916 | ||
نویسندگان | ||
مینا شکیبا1؛ تیمور سهرابی** 2؛ فرهاد میرزایی اصل شیرکوهی3؛ احمدعلی پوربابایی4 | ||
1دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
2استاد، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
3دانشیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
4دانشیار، گروه مهندسی علوم خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
چکیده | ||
در محیطهایی با کمبود اکسیژن و نسبتاً شور تجزیه هیدروکربنهای نفتی به سختی صورت میگیرد که با استفاده از پذیرندههای الکترون مانند نیترات و کاربرد باکتریهای تجزیهگر و قادر به رشد در محیطهای شور، سعی در افزایش تجزیه زیستی هیدروکربنها میشود. این مطالعه با هدف بررسی تجزیه زیستی BTEX با استفاده ازsp. Bacillus وBacillus thuringiensisتحت شرایط کاهشی نیترات در محیط آئروفیلیک و شور انجام شد. در ابتدا توانایی باکتریهای فوق در تجزیه زیستی BTEX مورد تائید قرار گرفت. سپس با استفاده از مدل تاگوچی و نرمافزار Design Expert تجزیه BTEX در شرایط محیطی مختلف با تغییر در عواملی مانند غلظت اولیه نیترات (500-100 میلیگرم بر لیتر)، BTEX (200-800 میلیگرم بر لیتر)، شوری (5/9- 5/0درصد) و جمعیت سلولی (107×5 – 1سلول در میلیلیتر) بررسی شد. نتایج حاصل از تحقیق توانایی Bacillusthuringiensis وsp. Bacillus رادر تجزیه زیستی BTEX نشان داد و شرایط بهینه را بهمنظور حداکثر تجزیه زیستی BTEX برای این دو باکتری به ترتیب در غلظت اولیه BTEX برابر 200 میلیگرم بر لیتر، غلظت اولیه نیترات500 میلیگرم بر لیتر، شوری 5 و 5/9 درصد و جمعیت سلولی 1و 107×5 گزارش نمود. | ||
کلیدواژهها | ||
تجزیه زیستی؛ BTEX؛ نیترات؛ شوری | ||
مراجع | ||
Al-Mailem, D.M., Eliyas, M., and Radwan, S.S. (2013). Oil-bioremediation potential of two hydrocarbonoclastic, diazotropHic Marinobacter strains from hypersaline areas along the Arabian Gulf coasts. ExtremopHiles. 17, 463–470. Abed, R.M.M., Al-Thukair, A., and De Beer, D. (2006). Bacterial diversity of a cyanobacterial mat degrading petroleum compounds at elevated salinities and temperatures. FEMS Microbiol. Ecol., 57, 290-301 Atlas, R. M., and Bartha, R. (1972). Degradation and mineralization of petroleum in sea water, Limitation by nitrogen and phosphorous‖. Biotechnology and Bioengineering, 14(3),309-318. Azetsu, S., Nicholson, C., Najar, F., Roe, B., and Fathepure, B. (2009). “Physiological and genomic analysis of BTEX degradation in novel Arhodomonas strains, isolated from hypersaline environments,”in 109th American Society for Microbiology (Philadelphia, PA). Berlendis, S., Cayol, J.-L.,Verhe, F., Laveau, S., Tholozan, J.-C., Ollivier, B., et al. (2010). First evidence of aerobic biodegradation of BTEX compounds by pure cultures of Marinobacter. Appl. Biochem. Biotechnol. 160, 1992–1999. Borden, R.C., and Bedient, P.B. (1986). Transport of dissolved hydrocarbons influenced oxygen limited biodegradation, 1. Theoretical development. Water Resources Res. 22, 1973-1982. Carmona, M., Zamarro, M., Bla´zquez, B., Durante-Rodrı´guez G., Jua´rez, J., Valderrama, J. (2009). Anaerobic catabolism of aromatic compounds: a genetic and genomic view. Microbiol Mol Biol Rev. 73:71–133 Corseuil, H.X., Gomez, D. E., Schambeck, C. M., Ramos, D. T., Alvarez. P.J.J. (2015).Nitrate addition to groundwater impacted by ethanol-blended fuel accelerates ethanol removal and mitigates the associated metabolic flux dilution and inhibition of BTEX biodegradation. Journal of Contaminant Hydrology. 174, 1–9 Chakraborty, R., Coates, J.D. (2004). Anaerobic degradation of monoaromatic hydrocarbons. Appl Microbiol Biotechnol. 64, 437–446. Da Silva, M. L., & Alvarez, P. J. (2002). Effects of ethanol versus MTBE on benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene natural attenuation in aquifer columns. Journal of Environmental Engineering-ASCE. 128 (9), 862–867 Dou, J., Liu X., Hu Z. (2008). Substrate interactions during anaerobic biodegradation of BTEX by the mixed cultures under nitrate reducing conditions. J Hazard Mater;158, 264–272. Dou, J., Liu X., Hu Z., Deng, D. (2008). Anaerobic biodegradation of BTEX linked to nitrate and sulfate reducing conditions. J Hazard Mater;158, 264–272. Fathepure, B. (2014). Recent studies in microbial degradation of petroleum hydrocarbons in hypersaline environments. Review Article. Frontiers in Microbiology. doi, 10.3389/fmicb.00173 Foght, J. (2008). Anaerobic biodegradation of aromatic hydrocarbons: pathways and prospects. J Mol Microbiol Biotechnol. 15, 93–120 Fuchs, G. (2008). Anaerobic metabolism of aromatic compounds. Ann NY Acad Sci. 1125:82–99 Gandolfi, I., Sicolo, M., Franzetti, A., Fontanarosa, E., Santagostino, A., Bestetti, G. (2010). Influence of compost amendment on microbial community and ecotoxicity of hydrocarbon-contaminated soils. Bio resource. Technol. 101, 568–575. Hassan, H. A., Rizk, N. M. H., Hefnawy, M. A., and Awad, A. M. (2012). Isolation and characterization of halophilic aromatic and chloroaromatic degrader from WadiEl-Natrun Soda lakes. Life Sci. J. 9, 1565–1570. Heider, J., Spormann, A.M., Beller, H.R., Widdel, F. (1999). Anaerobic bacterial metabolism of hydrocarbons. FEMS Microbiol Rev. 22,459–473 Jin, H.M., Choi, E. J., and Jeon, C.O. (2013). Isolation of a BTEX-degrading bacterium, Janibacter sp. SB2, from a sea-tidal flat and optimization of biodegradation conditions. Bioresource Technology 145, 57–64 Jeon, C.O., Park, W., Padmanabhan, P., Derito, C., Snape, J.R., Madsen, E.L. (2003). Discovery of a previously undescribed bacterium with distinctive dioxygenase that is responsible for in situ biodegradation in contaminated sediment. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 13591–13596. Khayati, G., & Barati, M. (2017). Bioremediation of Petroleum Hydrocarbon Contaminated Soil: Optimization Strategy Using Taguchi Design of Experimental (DOE) Methodology. Environ.Process. 4:451–461 Kuhn, E.P., Colberg, P.J., Schnoor, J.L., Wanner, O., Zehnder, A.JB., Schwarzenbach, R.P. (1985). Microbial transformations of substituted benzenes during infiltration of river water to groundwater—laboratory column studies. Environ Sci Technol. 19,961–968. Khajeh, M., Mosavi Zadeh, F. (2012). Response Surface Modeling of Ultrasound- Assisted Dispersive Liquid- Liquid Microextraction for Determination of Benzene, Toluene and Xylene in water Sample. Bull Environ Contam Toxicol. 89,38–43. Li, H., Liu, Y.H., Luo,N., Zhang, X.Y., Luan, T.G., Hu, J. M., et al. (2006 ). Biodegradation of benzene and its derivatives by apsychro tolerant and moder- ately halo alkaliphilic Planococcus sp. strain ZD22. Res. Microbiol. 157, 629-636. Mazzeo, D.E., Levy, C.E., Angelis, D.D.(2010). BTEX biodegradation by bacteria from effluents of petroleum refinery. Science of the Total Environment .408 , 4334–4340 Minai-Tehrani, D., Minuoi, S., Herfatmanesh, A. (2009). Effect of salinity on biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) of heavy crude oil in soil. Bull. Environ. Contam.Toxicol. 82, 179-184. Maxwell, C. R., & Baqai, H. A. (1995). Remediation of petroleum hydrocarbons by inoculation with laboratory-cultured microorganisms. In: Hinchee RE, Fredrickson J, Alleman BC (eds) Bioaugmentation for site remediation. Battelle Press, Columbus. 129–137. Neff, J.M. (1979). Polycyclic aromatic hydrocarbons in the aquatic environment, sources and biological effects, London, Applied Science Publisher. 350. Newell, C.J., McLeod, R.K., Gonzales, J.R., and Wilson, J.T. (1996). BIOSCREEN Natural Attenuation Decision Support System, User’ s Manual-Version 1.3, National Risk Management Research Laboratory Office of Research and Development U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio, EPA/600/R-96/087. Nicholson, C.A., and Fathepure, B.Z. (2004). Biodegradation of benzene by halophilic and halotolerant bacteria under aerobic conditions. Appl. Environ. Microbiol. 70,1222–1225. Nicholson, C.A., and Fathepure, B.Z. (2005) . Aerobic biodegradation of benzene and toluene under hypersaline conditions at the Great Salt Plains, Oklahoma. FEMS Microbiol. Lett. 245, 257–262. Sei, A., and Fathepure, B.Z. (2009) . Biodegradation of BTEX at high salinity by an enrichment culture from hypersaline sediments of Rozel Point at Great Salt Lake. J. Appl. Microbiol. 107, 2001–2008. Saeki, H., Sasaki, M., Komatsu, K., Miura, A., Matsuda, H. (2009). Oil spill remediation by using the remediation agent JE1058BS that contains a biosurfactant produced by Gordonia sp. strain JE-1058. Bioresour. Technol. 100, 572–577 Shim, H., Hwang, B., Lee, S. S., and Kong, S.H. (2005). Kinetics of BTEX biodegradation by a coculture of Pseudomonas putida and Pseudomonas fluorescens under hypoxic conditions. Biodegradation. 16, 319–327. Spormann, A.M., Widdel, F. (2000). Metabolism of alkylbenzenes, alkanes, and other hydrocarbons in anaerobic bacteria. Biodegradation. 11:85–105 Tupe, S.G., Rajwade, J.M., Paknikar, K.M. (2007). Taguchi approach significantly increases bioremediation process efficiency: a case study with Hg (II) removal by Pseudomonas aeruginosa. Letters in Applied Microbiology. 0266-8254. Wang, Z., Lue, Z., Yan, C., Xing, B. (2017). Impacts of environmental factors on arsenate biotransformation and release in Microcystis aeruginosa using the Taguchi experimental design approach. Water Research. 118, 167-176. 28. Widdel, F., Rabus, R. (2001). Anaerobic biodegradation of saturated and aromatic hydrocarbons. Curr Opin Biotechnol.12:259–276 | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 392 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 407 |