پديد آورندگان :
كوهكن، هادي دانشگاه زنجان - دانشكده كشاورزي - گروه علوم خاك، زنجان , گلچين، احمد دانشگاه زنجان - دانشكده كشاورزي - گروه علوم خاك، زنجان , مرتضوي، محمدصديق سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي - مؤسسه تحقيقات علوم شيلاتي كشور - پژوهشكده اكولوژي خليج فارس و درياي عمان، بندرعباس , شهرياري، فاطمه دانشگاه زنجان - دانشكده كشاورزي - گروه گياه پزشكي، زنجان , همتي، رقيه دانشگاه زنجان - دانشكده كشاورزي - گروه گياه پزشكي، زنجان
كليدواژه :
آلودگي نفت خام , پرولين , زيست‌پالايي , كلروفيل , گياه‌پالايي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: فرآورده‌هاي نفتي از پرمصرف‌ترين مواد شيميايي در دنياي مدرن امروز محسوب مي‌شوند. هيدروكربن‌هاي نفتي به يك معضل جهاني براي محيط زيست تبديل شده است. اين تركيبات در محيط به شدت مقاوم هستند و براي سلامتي انسان مضر هستند. كاربرد فرايند اصلاح زيستي براي حذف هيدروكربن‌هاي آروماتيك چند حلقه‌اي از خاك‌هاي آلوده يكي از گزينه‌هاي اقتصادي و مطلوب مي‌باشد. پس هدف از اين آزمايش بررسي درصد حذف آلودگي هيدروكربني خاك‌هاي آلوده به مواد هيدروكربني (نفت خام) توسط كشت گياهان سورگوم، جو و برموداگراس با و بدون تلقيح خاك با باكتري‌هاي سودوموناس پوتيدا و آزوسپريليوم براسيلنس بود.
مواد و روش‌ها: در اين آزمايش كارايي همزمان گياه‌پالايي و زيست‌پالايي در حذف نفت خام از خاك مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور، يك آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با سه تكرار به اجرا در آمد. فاكتورها شامل سه سطح آلودگي خاك به نفت (صفر، 4 و 8 درصد وزني)، چهار تيمار گياهي (بدون گياه، برموداگراس (Cynodon dactylon)، سورگوم (bicolor Sorghum) و جو (Hordeum vulgare)) و سه تيمار باكتري (بدون باكتري، سودوموناس پوتيدا و آزوسپريليوم براسيلنس) بودند. براي انجام آزمايش نمونه‌هاي پنج كيلويي خاك با مقادير مختلف نفت خام آلوده شدند و در گلدان‌هاي پلاستيكي ريخته شدند. پس از گذشت شش هفته و به تعادل رسيدن خاك‌هاي آلوده شده، اين خاك‌ها با باكتري‌هاي سودوموناس پوتيدا و آزوسپريليوم براسيلنس تلقيح شده و سپس در خاك‌هاي آلوده تلقيح شده با باكتري و تلقيح نشده سه گونه گياهي گرامينه كاشته شدند و90 روز پس از كاشت گياهان برداشت شدند.
يافته‌ها: نتايج نشان داد كه اثرات متقابل تمام تيمارها بر درصد حذف نفت خام خاك در سطح احتمال يك درصد معني‌دار گرديدند. درصد حذف نفت خام با كشت گياه به‌تنهايي، تلقيح باكتري به‌تنهايي و كاربرد توأم گياه و باكتري به‌طور معني-داري نسبت به شاهد افزايش يافت. كاشت گياه نسبت به تلقيح خاك با باكتري در كاهش غلظت مواد نفتي مؤثرتر بود و كاركرد باكتري‌ها را به‌طور معني‌دار افزايش داد. به‌طوري‌كه بين تيمارهاي گياه به‌تنهايي، تلقيح باكتري به‌تنهايي و گياه+باكتري تفاوت معني‌داري از اين لحاظ مشاهده شد. بيشترين درصد حذف در تيمار كاربرد توأم گياه و تلقيح باكتري مشاهده شد. در هر تيمار تلقيح خاك با باكتري، با افزايش سطوح آلودگي نفتي وزن خشك گياهان كاهش يافت. اما در هر سطح از آلودگي نفتي، با تلقيح خاك با باكتري وزن خشك بخش هوايي افزايش يافت. تلقيح خاك با باكتري‌ها با حذف مواد آلاينده باعث افزايش وزن اندام‌هاي هوايي گرديد. با افزايش سطح آلودگي غلظت كلروفيل برگ به‌طور معني‌داري كاهش يافت. ولي با تلقيح خاك با باكتري و كاهش اثرات منفي آلودگي نفتي و فراهمي نيتروژن براي گياه غلظت كلروفيل در برگ تازه گياهان افزايش يافت. با افزايش سطوح آلودگي نفتي ميانگين غلظت پرولين در برگ تازه گياهان بطور معني‌داري نسبت به شاهد افزايش يافت و بالاترين غلظت آن (در هر گياه) در سطح 8 درصد وزني نفت خام به‌دست آمد. تلقيح خاك با باكتري در خاك‌هاي آلوده و غير آلوده ميزان پرولين در برگ گياهان را افزايش داد. در هر سطح از آلودگي، با تلقيح خاك با باكتري، غلظت پرولين برگ گياهان افزايش داشت و بالاترين غلظت پرولين در تيمار حاوي بالاترين سطح آلودگي نفتي (8 درصد وزني) و تلقيح با باكتري سودوموناس پوتيدا اندازه‌گيري شد.
نتيجه‌گيري: استقرار گياه به همراه ريزجانداران مي‌تواند به عنوان جزء كليدي استراتژي حذف هيدروكربن‌هاي نفتي در نظر گرفته شود. ازاين‌رو، اين گونه‌هاي باكتري و گياه را مي‌توان براي زيست پالايي خاك‌هاي آلوده به نفت خام مورد استفاده قرار داد.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Petroleum products are one of the most widely used chemicals in today's modern world. Petroleum hydrocarbons have become a global problem for the environment. These compounds are highly resistant to the environment and are harmful to human health. Application of bioremediation process to remove polyaromatic hydrocarbons from contaminated soils is one of the most economical and desirable options.The purpose of this experiment was to investigate the percentage of hydrocarbon pollution remove of polluted soil with hydrocarbons (crud oil) by sorghum, barely and bermudagrass with and wihout Psudomonas putida and Azosprillum brasilense.
Materials and Methods: In this study, simultaneous efficiency of phytoremediation and bioremediation in removing crude oil from soil was investigated. For this purpose, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. The treatments consisted of 3 levels of soil pollution to oil (0, 4 and 8% oil), 4 treatments of plant (no plant, bermudagrass (Cynodon dactylon), sorghum (bicolor Sorghum) and barely (Hordeum vulgare() and 3 treatments of bacteria (no bacteria, Psudomonas putida and Azosprillum brasilense). To do the experiment, samples of five kilograms of soil were polluted with different amounts of crude oil and poured into plastic pots. After 6 weeks and the equilibrium of polluted soils, these soils were inoculated with Pseudomonas putida and Azospirillium brasilense bacteria, then in polluted soils of inoculated with bacteria and no inoculated three gramineae species were planted. Ninty days after planting, plants were harvested.
Results: The results showed that interaction effects of treatments were significant on crude oil removal percentage of soil in probability level of 1%. Removal percentage of crude oil by plant cultivation alone, inoculation of bacteria alone and combined application of plant and bacteria significantly increased compared to control. Cultivation of plants was more effective than soil inoculation with bacteria in removal oil pollution and plant increased bacteria function significantly so that, there were significant difference among treatments of plant alone, inoculation with bacteria alone and plant+ bacteria. The highest removal percentage was observed in combined application of plant and bacteria. At all treatments of soil inoculation with bacteria, with increasing levels of oil pollution, dry weight of plants decreased but, at each level of crude oil pollution, inoculation of soil with bacteria, the dry weight of shoot increased. Incubated soil with bacteria improved dry weight of shoot through removal of oil pollution in soil. With increasing level of crude oil pollution, concentration of leaf chlorophyll decrease significantly but, incubation of soil with bacteria increased it in fresh leaves of plants due to reduce the negative effects of oil pollution and supply nitrogen. With increasing levels of oil pollution, the mean of proline concentration in fresh leaves of plants was significantly higher than that of control. Its highest concentration (in each plant) was obtained at 8% of crude oil pollution. Inoculation of soil with bacteria in polluted soils and non-polluted soils increases the amount of proline in the leaves of plants. In each level of crude oil pollution, inoculation of soil with bacteria, the proline concentration of leaf of plants increased. The highest concentration of proline in the treatment of the highest oil pollution level (8% crude oil pollution) and inoculation with Pseudomonas putida was measured.
Conclusion: Establishment of plant with microorganisms can be considered as a key component of the strategy to remove hydrocarbons. Consequently, these bacterial and plant species can be used for the biodegradation of soils contaminated with crude oil.
