چکیده:

آلودگی نفتی یکی از مشکلات مناطق ایران از جمله نواحی زاگرس است که غنی از منابع نفتی است.کروزن یکی از فراورده های نفتی و از آلوده کننده های محیط زیست می باشد. آلودگی خاک به ترکیبات نفتی تاثیر منفی بر اکوسیستم و محیط زیست دارد. بنابراین ارائه برنامهها و دستورالعملهایی برای حفظ و حمایت از محیط زیست و کاهش آلودگی ضرورت دارد. زیست فزونی یکی از روش های برتر در اصلاح زیستی خاک های آلوده به هیدروکربنهای نفتی است. هدف از این پژوهش ارزیابی میزان تاثیر باکتریهای جدا شده از لجن فعال بعنوان باکتری های غیر بومی، در اصلاح زیستی خاک های آلوده به کروزن می باشد. نمونهبرداری از لجن فعال دو کمپ تصفیه خانه منطقه عسلویه صورت گرفت. جداسازی باکتری های تجزیه کننده با کشت نمونه ها بر روی محیط پایه معدنی انجام شد و شناسایی گردیدند. جهت بررسی میزان قدرت و رشد باکتری های جدا شده از تست امولسیفیکاسیون و بررسی سینتیک رشد باکتری ها در غلظت های متفاوت کروزن استفاده شد. باکتری های جدا شده جهت زیست فزونی و سنجش میزان پاکسازی زیستی، به خاک های آلوده به ترکیب نفتی کروزن تلقیح شد و میزان تجزیه آن ها اندازه گیری شد . در این مطالعه، ۲ باکتری Pseudomonas putida و Serratia marcescens از لجن فعال بعنوان باکتری های تجزیه کننده کروزن جداسازی و شناسایی شد. با توجه به تست های انجام شده و نتایج حاصل از زیست فزونی ستون های خاک آلوده به کروزن و کاهش سطح TPH ، باکتری Pseudomonas putida بعنوان قوی ترین باکتری تجزیه کننده این فراورده نفتی شناخته شد. با توجه به سازگار شدن باکتری های موجود در لجن فعال با انواع آلاینده های موجود در فاضلاب می توان از آن ها بعنوان باکتری های غیر بومی جهت زیست فزونی و پاکسازی خاک های آلوده ی زاگرس استفاده نمود.

کلمات کلیدی:

زیست فزونی، لجن فعال، TPH ، Pseudomonas putida، Serratia marcescens، . IR

مقدمه:

صنعت پالایش نفت، نفت خام را به بیش از ۲۵۰۰ محصول تصفیه شده تبدیل می کند. گاز نفتی مایع، بنزین، کروزن ( نفت سفید )، سوخت هواپیما، سوخت گازوئیل، سوخت های نفتی، گریس و مواد سوخت برای صنعت پتروشیمی نتایج مستقیم این فعالیت ها هستند .[۱]کروزن مایع هیدروکربنی بیرنگ و قابل اشتعال است و از تقطیرجز به جز نفت خام در دمای ۱۵۰ و ۲۷۰ درجه سانتی گراد بدست آمده است .[۲]کروزن اولین بخش سوخت بعد از تقطیر بعضی از ساختارهای خیلی فرار از قبیل نفتا و بنزن است.[۳] و شامل ۸-۱۰ کربن می باشد. این مایع هیدروکربنی از پارافین ( آلکان ها )، سیکلو پارافین ( سیکلو آلکان ها )، آروماتیک ها و اولفین ها تشکیل شده است .(۴)کروزن بعنوان بخش اصلی بیش از ۶۰ درصد سوخت های هواپیمایی (جت ) ، درسیستم گرمایی و بعنوان یک تمیزکننده یا حلال استفاده می شود. [۵ ] استفاده از مقادیر زیاد ترکیبات نفتی موجب آلودگی بالای محیط زیست می شود. رخداد نشت های هیدروکربنی چندین دلیل دارد که شامل ترکیدن، سوراخ تانک ها و روبرداری از تولیدات نفتی فاضلاب می باشد. بالا رفتن مقدار هیدرروکربن های نفتی در خاک موجب کاهش معنی داری در کیفیت خاک می شود و این خاک ها غیر قابل استفاده می شود .[۶] مدت طولانی قرار گرفتن و غلظت بالای فراورده های نفتی ممکن است موجب گسترش بیماری های کبد و کلیه شود.و امکان آسیب به مغز استخوان و خطر سرطان را افزایش می دهد.[۲] یکی از بهترین پیشنهادات در اصلاح خاک های آلوده شده استفاده از میکروارگانیسم هایی است که قادر به تجزیه ترکیبات سمی در فرایند اصلاح زیستی هستند. اصلاح زیستی یک نگرش جذاب جهت پاکسازی هیدروکربن های نفت خام است زیرا این روش در نواحی وسیع قابل کاربرد وکم هزینه است و منجر به از بین رفتن کامل آلودگی می شود.[۷] دو تکنیک اصلاح زیستی وجود دارد که می توانند در تمام تکنولوژی های در دسترس جهت به حداکثر رسیدن بازده تیمار استفاده شوند: تحریک زیستی، که باعث افزایش فعالیت جمعیت های بومی از طریق اضافه کردن مواد غذایی و پذیرنده نهایی الکترون می شود و زیست فزونی که باعث افزایش تجزیه مواد آلاینده از طریق اضافه کردن گونه های میکروبی تجزیه کننده خارجی می شود .[۸] تصور می شود که زیست فزونی،رویکردی است که باید بکار رود وقتی که تحریک زیستی و تضعیف بیولوژی کافی نباشد .[۹] در طول چند سال اخیر، ترکیبات آلاینده از قبیل حشره کش ها، ترکیبات نفتی و تعداد زیادی از مواد شیمیایی با استفاده از زیست فزونی، با موفقیت پاکسازی شدند . [ ۱۰ ] در سال ۲۰۰۶ ، Aislabieو همکارانش اصلاح زیستی هیدروکربن ها را در خاک های آلوده قطبی مورد بررسی قرار دادند . با توجه به اینکه، شرایط محیطی در خاک های قطبی از قبیل نوسانات دمایی خاک ، کاهش سطح مواد مغذی ، رطوبت و PH نامناسب بعنوان فاکتورهای محدودکننده فعالیت میکروبی و کاهنده تجزیه زیستی هیدروکربن هاست . مطالعه آزمایشگاهی ثابت کرد که استفاده از انواعی از باکتری های تجزیه کننده از قبیل Rhodoccus و Pseudomonas بعنوان باکتری های غیر بومی، در خاک های قطبی آلوده برای اصلاح زیستی خاک های قطبی مناسب است .[۱۱] سیستم تصفیه فاضلاب از قبیل لجن فعال به فعالیت جمعیت ارگانیسم های زنده وابسته است. اکثر باکتری های موجود در لجن فعال متعلق به جنس گرم منفی است. جنس های اصلی شامل Achromobacter ، Alcaligenes ، Bacillus ، Flavobacterium ، Micrococcus و Pseudomonas

می باشد Hosseini .[12] و همکارانش در سال ۲۰۰۷، دو باکتری pseudomonas beteli و Acintobacter johnsoni را از لجن فعال جداسازی کردند که به ترتیب قادر به تجزیه %۹۷/۲ و %۹۶/۴ از سورفکتانت های آنیونی شدند .[۱۳] در تحقیق Juteau و همکارانش در سال ۲۰۰۳، نشان داده شد که اضافه کردن لجن فعال به خاکهای آلوده شده به هیدروکربن ها ، تجزیه هیدروکربن ها را تحریک می کند و باعث تجزیه بالای آلکان ها و هیدروکربن های آروماتیک حلقوی ( ( PAHs می شود

. در این بررسی مشخص شد، دلیل اصلی، تجزیه بالای آلکان ها می تواند وجود میکروارگانیسم های موجود در لجن از جمله باکتری ها باشد که قدرت سازگارشدن با محیط، جهت تجزیه هیدروکربن ها را دارند Rojas .[14] و همکارانش در سال ۲۰۰۷ پنج میکروارگانیسم Fluorescens ، Pseudomonas ، Pantoea sp ، Chrysomon luteola ، Proteus peenneri و Serratia sp را از لجن فعال موجود در سیستم فاضلاب شهری جداسازی و شناسایی کردند و به کمک این باکتری های اقدام به پاکسازی زیستی محیط های آلوده به آلاینده های نفتی نمودند. در این پژوهش مشخص شد شد باکتری های جداسازی شده از مخلوط لجن فعال قادر به تجزیه ترکیبات مشتق از سیستم های فاضلاب در پروسه های نفتی و صنایع پتروشیمی از قبیل ۱، ۱ ، ۲ تری کلرو اتان و اتیل بنزن هستند . [۱۵ ] استفاده از روش زیست فزونی جهت کاهش آلاینده های نفتی مستلزم جداسازی و شناسایی باکتری های غیر بومی موئثر و سپس کاربرد آن ها جهت فرایند اصلاح زیستی می باشد . با توجه به نتایج بدست آمده از پژوهش محققین، لجن فعال منبع غنی ازجمعیت باکتری هاست که قادر به تجزیه آلاینده های مختلف است. هدف از این پژوهش، استفاده از باکتری های Pseudomonas putida و Serratia macescens جدا شده از لجن فعال حاصل از تصفیه فاضلاب شهری منطقه ویژه عسلویه در ایران ، جهت زیست فزونی خاک های آلوده به کروزن ، کاهش کل هیدروکربن های نفتی و بررسی میزان رشد آن ها در حضور غلظت های متفاوت این فراورده نفتی می باشد.