شناسايي گونه‏هاي ميكروبي هوازي تجزيه‌كننده بي‏فنيل‏هاي چند كلره (PCBs)

Identification of Aerobic Polychlorinated Biphenyl Degrading Bacteria

مقدمه: بي‏فنيل‏هاي چند كلره PCBs (Polychlorinated biphenyl)، گروهي از تركيبات آروماتيك مصنوعي هستند كه شامل دو حلقه بنزن و داراي يك تا ده اتم كلر هستند. وجود اين تركيبات در محيط‌زيست به دليل سميت، پايداري و همچنين خاصيت تجمع بيولوژيكي براي سلامتي مخاطره آميز است و بايستي قبل از تخليه به محيط‌زيست تصفيه شوند چرا كه باعث آلودگي آب‏، خاك و هوا خواهند شد. تجزيه ميكروبي PCBs به عنوان يكي از روش‏هاي مقرون به صرفه و كارامد براي حذف اين تركيبات از محيط مورد توجه است. هدف از اين مطالعه شناسايي گونه‏هاي ميكروبي هوازي تجزيه‌كننده PCBs مي‏باشد. روش‌ها: اين مطالعه با استفاده از راكتور SBBR (Sequencing batch biofilm reactor) در مقياس آزمايشگاهي انجام شد. داخل راكتور از فوم (Polyurethane) به عنوان مديا استفاده شد. فاضلاب سنتتيك مورد استفاده جهت تغذيه راكتور شامل سوبستره كمكي (استون به عنوان حلال براي تركيب PCBs)، سوبستره اصلي شامل روغن ترانسفورماتور حاوي PCBs به عنوان منبع كربن و همچنين ميكروالمنت‏ها بود. پس از دستيابي به جمعيت ميكروبي كافي و گذراندن مراحل سازگاري ميكروارگانيسم‏ها با تركيبات PCBs، مراحل شناسايي گونه‏هاي ميكروبي تجزيه‌كننده PCBs با تعيين توالي ژن 16SrRNA باكتري‌هاي جداسازي شده انجام شد. يافته‌ها: تعيين توالي ژني باكتري‏هاي جداسازي شده نشان داد كه گونه‏هايRhodococcus ، Pseudomonas، Pseudoxanthomonas، Agromyces و Brevibacillus باكتري‏هاي غالب تجزيه‌كننده تركيبات PCBs در مطالعه حاضر هستند. نتيجه‌گيري: تركييبات PCBs با وجود دارا بودن خواص پايداري شيميايي و سميت مي‌توانند توسط بعضي از ميكروارگانيسم‏ها تحت شرايط هوازي يا بي‌هوازي تجزيه شوند و يا حداقل به كانجنرهاي داراي كلر كمتر تبديل شوند. بر اساس نتايج، پنج گونه باكتريايي كه توانايي تجزيه روغن‌هاي ترانسفورماتور حاوي تركيبات PCB را دارا هستند، شناسايي گرديدند.

Background: Polychlorinated biphenyls (PCBs) are synthetic aromatic compounds containing two benzene rings with one to ten chlorine atoms. There are concerns about the health risks of these compounds in the environment due to their toxicity, persistence, and biological accumulation. PCBs wastes must be treated before being discharged to the environment because they will pollute the water, soil, and air. Microbial degradation of PCBs is considered as one of the most effective methods for removing these compounds from the environment. The purpose of this study was to identify aerobic PCB biodegrading bacteria. Methods: This study was performed with sequencing batch biofilm reactor (SBBR) at lab scale. Polyurethane foam was used as the medium. The synthetic wastewater included a co-substrate (acetone as a solvent for PCBs) and a main substrate (transformer oil containing PCBs as carbon source) and also microelements. After achieving adequate microbial population and adaptation of microorganisms to PCB compounds, identification of degrading microbial species was performed by 16S rRNA gene sequencing of the isolated bacteria. Findings: Gene sequencing of the isolated bacteria showed that Rhodococcus spp., Pseudomonas spp., Pseudoxanthomonas spp., Agromyces spp., and Brevibacillus spp. were the dominant PCB degrading bacteria. Conclusion: PCB compounds can be degraded by some microorganisms under aerobic or anaerobic conditions. They can at least be reduced to low-chlorinated congeners despite their chemical stability and toxicity. This study identified 5 bacterial species capable of degrading PCBs in transformer oil