كنسرسيوم ميكروبي آب زيرزميني براي حذف فنل در مدل بسته و جريان مداوم

Groundwater microbial consortium for phenol removal in a batch and continuous flow model

آلودگي آب هاي زيرزميني با آلاينده هاي مختلف مانند فنل ها يك نگراني حياتي زيست محيطي است و سلامت جامعه بشري را تهديد مي كند. اين مطالعه توانايي كنسرسيوم ميكروبي را از طريق محفظه‌هاي بيوراكتور كوچك (SBC) در حذف فنل از آب‌هاي زيرزميني در مدل بسته و جريان پيوسته ارزيابي مي كند. براي آزمايشات بسته، بطري هاي شيشه اي استريل 100 ميلي ليتري به منظور ارزيابي عملكرد SBC در تصفيه زيستي فنل استفاده شد. اثر پارامترهاي مختلف بر DO، pH، غلظت فنل، و جمعيت ميكروبي بومي وابسته به كشت در طي 60 روز بررسي شد. چهار راكتور پلكسي گلاس با جريان بالا با آب زيرزميني آلوده به فنل كه از ستون‌ها عبور مي‌كردند بسته‌بندي شدند. پاكسازي شيميايي، زيست پالايي طبيعي و كارايي تلقيح زيستي به مدت 6 ماه مورد بررسي قرار گرفت. براي بررسي تأثير هر فرآيند بر تنوع زيستي ميكروبي ستون‌ها، توالي‌يابي نسل جديد (NGS) از ژن 16S rRNA انجام شد. نتايج آزمايشات بسته نشان داد كه بيشترين درصد تجزيه زيستي (100 درصد) در طي انكوباسيون SBC ها در 25 روز پس از شروع آزمايش به دست آمد. استفاده همزمان از تلقيح و تحريك زيستي باعث حذف فنل در 42 روز اول شد. در ستون تحريك زيستي، 100 درصد حذف فنل پس از 22 هفته از آزمايش مشاهده شد. اكسيژن محلول (DO) در پساب ستون شيميايي (I) به طور قابل توجهي پس از اولين تزريق افزايش يافت و در روز 21 به اوج خود رسيد و به 14/14 ميلي گرم در ليتر رسيد. تنوع ميكروبي در ستون تلقيح زيستي به سمت راسته‌هاي تخريب‌كننده فنل مانند Rhodobacterales و Xanthomonadales تغيير كرد. استفاده نوآورانه از SBCs در آب شواهدي براي كاربرد موفقيت‌آميز اين روش در فرآيندهاي تصفيه آب‌هاي زيرزميني فراهم مي‌كند.

Pollution of groundwater with various contaminants such as phenols is a crucial environmental concern and threatens the health of human society. This study evaluated the microbial consortium through small bioreactor chambers (SBCs) on phenol removal from groundwater in a batch and continuous flow model. For batch experiments, 100 ml sterile glass bottles were used for SBC performance evaluation in phenol bioremediation. The effect of different parameters on DO, pH, phenol concentration, and culture-dependent native microbial population was investigated over 60 days. Four continuous up-flow plexiglas reactors were packed with the phenol-contaminated groundwater passed through the columns. Chemical remediation, natural bioremediation, and bioaugmentation efficiency were examined for 6 months. To investigate the impact of each process on the microbial biodiversity of the columns, next-generation sequencing (NGS) of the 16S rRNA gene was performed. Batch experiment results indicated that the highest biodegradation percentage was achieved during the incubation of SBCs within 25 days of the experiment. Simultaneous use of bioaugmentation and biostimulation eliminated phenol during the first 42 days. In the biostimulation column, 100 % of phenol removal was observed after 22 weeks of the experiment. The dissolved oxygen (DO) in the chemical column (I) effluent increased notably after the first injection and peaked on the 21st day, reaching 14.14 mg/L. Microbial diversity in the bioaugmentation column was shifted to phenol-degrading orders such as Rhodobacterales and Xanthomonadales. In conclusion, the innovative use of SBCs in stimulated water provides evidence for the successful application of these methods in groundwater treatment processes.