جداسازي ميكروارگانيسم‌ها با امكان حذف زيستي آمونياك با روش نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون هم‌زمان

Isolation of microorganisms with the possibility of biological removal of ammonia by simultaneous nitrification and denitrification method

آمونياك، آلاينده‌اي مهم در زيست بوم‌هاي آبي مانند سيستم‌هاي آبزي‌پروري است .در اين محيط‌ها آمونياك عمدتاً از ضايعات دفع شده توسط ماهي به دست مي آيد. افزايش غلظت آن منجر به تنش‌هاي رشدي و مرگ آبزيان مي شود.حذف زيستي آمونياك روشي سازگار با محيط‌زيست است .روش‌هاي رايج حذف زيستي آمونياك بر نيتريفيكاسيون اتوتروفي(تبديل آمونيوم به نيترات) و دنيتريفيكاسيون هتروتروفي(تبديل نيترات به نيتروژن) استوار است. باوجود بازده پايين و نياز به اكسيژن زياد در فرايند نيتريفيكاسيون اتوتروفي و ضرورت حذف اكسيژن در فرايند دنيتريفيكاسيون هتروتروفي به‌كارگيري اين روش‌ها را محدود ساخته است. نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون هم‌زمان (Simultaneous Nitrification and Denitrification)يك فرايند هتروتروفي و هوازي تبديل آمونياك به نيتروژن است كه محدوديت روش هاي قبلي را ندارد. در اين مطالعه نمونه آب به‌دست‌آمده از حوضچه‌هاي پرورش ماهي به‌منظور جداسازي سويه هاي SND به محيط مايع حاوي CH3COONa، (NH4)2SO4،KNO3 ياNaNO2 تلقيح و به مدت7روز در شيكر انكوباتور با دور rpm 150در دماي 30 نگهداري شد.با تلقيح نمونه ها بر روي محيط جامد فوق و كشت‌هاي متوالي سويه خالص H1به‌دست آمد.توانايي نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون هم‌زمان سويه H1 با روش هاي رنگ سنجي ايندوفنول‌بلو، معرف N-(1-Naphthyl)Ethylene Diamine و ميزان جذب در طول‌موج220 nm براي حذف آمونياك،نيتريت و نيترات ارزيابي گرديد. سويه H1 قادر به حذف 77.54، 92 و 95.39درصد آمونياك ،نيتريت و نيترات در طي 7روز بود .نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد سويه هاي SND گزينه هاي جديد و كارايي براي حذف آلاينده هاي آمونياكي از محيط‌هاي آبي هستند.

Ammonia is a significant pollutant in aquatic ecosystems, such as aquaculture systems. Fish waste produces ammonia in these environments, causing organism stress and death. Biological removal of ammonia is an environmentally friendly method. Common biological ammonia removal methods rely on autotrophic nitrification (converting ammonium to nitrate) and heterotrophic denitrification (converting nitrate to nitrogen). However, the low efficiency and high oxygen demand in the autotrophic nitrification process and the necessity to remove oxygen in the heterotrophic denitrification process have limited the application of these methods. Simultaneous Nitrification and Denitrification (SND) is a heterotrophic and aerobic process that converts ammonia to nitrogen without the limitations of previous methods. In this study, water samples obtained from fish farming ponds were inoculated into a liquid medium containing CH3COONa, (NH4)2SO4, KNO3, or NaNO2 and were kept for 7 days in a shaker incubator at 150 rpm and 30°C. By inoculating the samples onto the solid medium and conducting successive cultures, a pure strain named H1 was obtained. The simultaneous nitrification and denitrification capabilities of strain H1 were evaluated using colorimetric methods with indophenol blue, N-(1-Naphthyl)Ethylene Diamine reagent, and absorbance measured at a wavelength of 220 nm for the removal of ammonia, nitrite, and nitrate. Strain H1 removed 77.54% ammonia, 92% nitrite, and 95.39% nitrate in 7 days. The results of this research indicate that SND strains represent new and effective options for removing ammonia pollutants from aquatic environments.