تجزيه زيستي بنزن و تولوئن توسط باكتري استرپتومايسس جدا شده از خاك پالايشگاه تبريز در آذربايجان شرقي و بررسي مدل سينتيكي

Biodegradation of Benzene and Toluene by Streptomyces Species Isolated From the Soil of Tabriz Refinery, Eastern-Azerbaijan and Investigation of the Kinetic Model

هيدروكربن­ هاي آروماتيك گروه مهمي از آلودگي ­هاي محيط زيست را تشكيل مي ­دهند كه از منابع مختلف مانند صنايع پالايشگاهي و پتروشيمي، داروسازي، رنگ و پلاستيك توليد مي­ شوند. اين آلاينده‌هاي محيط زيستي مي­توانند توسط روش‌هاي مختلفي مثل تبخير، تجزيه شيميايي، تجزيه زيستي و جذب سطحي حذف شوند. روش­ هاي بيولوژيكي به ­دليل سادگي، اقتصادي بودن و استفاده از ميكروارگانيسم‌هاي سازگار با محيط زيست براي اين كار ترجيح داده مي­ شوند. در اين كار، تجزيه زيستي بنزن و تولوئن توسط باكتري استرپتومايسس (Streptomyces) جدا شده از خاك آلوده به مواد نفتي پالايشگاه تبريز مطالعه شد. بنزن و تولوئن در مقادير 50 و 100 ميلي‌گرم بر ليتر و به­ طور جداگانه در محيط كشت مايع تهيه و مقدار ثابتي از باكتري به محلول اضافه شد. محلول به ­مدت 10 روز در دماي 28 درجه سانتي­گراد و pH برابر 6/7 در انكوباتور شيكردار تيمار گرديد و ميزان تخريب آلاينده‌ها با اسپكتروفتومتر دوپرتويي (Dual beam spectrophotometer) ارزيابي شد. متابوليت حاصل از بيش­ترين تخريب، مورد شناسايي با دستگاه كروماتوگرافي گازي- طيف­سنج جرمي قرار گرفت. مشاهده گرديد كه باكتري استرپتومايسس مي‌تواند بيش از 70% بنزن و تولوئن را در غلظت اوليه mg/L50 تجزيه كند. همچنين مدل­سازي سينتيكي فرايند تجزيه زيستي بنزن و تولوئن توسط باكتري استرپتومايسس نشان داد كه مدل سينتيكي بازداري ميكائليس- منتن (Kinetic model of Michaelis-Menten inhibition) بهترين پوشش را بر روي داده­ هاي آزمايشگاهي دارد.

Aromatic hydrocarbons are an important group of environmental pollutants which are produced from different sources such as refineries and petrochemical, pharmaceutical, paint, and plastics industries. These environmental pollutants can be removed by different methods such as evaporation, chemical degradation, biological degradation, and adsorption. Biological methods are preferred selective methods because of simplicity, utilization of environmental-friendly microorganisms, and production of safe materials such as water and carbon dioxide (Singh et al. 2007). Bioremediation is a process for the conversion of toxic materials into non-toxic and safe ones based on metabolic activity of microorganisms capable of using organic and petroleum pollutants as carbon and energy sources. It is a useful technology with no environmental disruption (Sungpetch, 1998). Streptomyces species, which belong to the category of Actinomycetes, are gram-positive and non-moving strains. Most of them produce spores and produce most of clinically useful antibiotics of natural origin. These species have different genus and some of them can degrade aromatic compounds such as benzene, toluene, and even complex petroleum compounds (Claessen et al. 2006).