تجزيه و سولفورزدايي زيستي نفت خام توسط باسيلوس‌ها

Utilization and biodesulfurization of crude oil by Bacillus spp

سابقه و هدف: امروزه استفاده از ميكروارگانيسم‌ها براي حذف آلاينده‌هاي نفتي از محيط زيست بسيار مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. زيرا روش‌هاي يا از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نمي‌باشد يا باعث به وجود آمدن تركيبات سمي ديگري در محيط مي‌شوند. هدف از اين پژوهش، ارزيابي و تاييد حذف زيستي نفت خام به وسيله باسيلوس‌ها مي‌باشد. مواد و روش‌ها: در اين پژوهش پانزده گونه باسيلوس تجزيه كننده نفت خام از مناطق آلوده به نفت جدا شد و شرايط بهينه رشدشان در محيط پايه نمكي واجد 1 تا 3% نفت خام مورد ارزيابي گرديد. سپس با ارزيابي كشش سطحي و ميزان كربن كل، نيتروژن و هيدروژن موجود در نفت خام در قبل و پس از تيمار با باكتري با روش ASTM D5291 اندازه‌گيري شد. همچنين سولفورزدايي زيستي با روش IP 242 مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: از گونه‌هاي مورد بررسي دو گونه كه بهترين رشد در محيط پايه نمكي واجد نت داشتند، انتخاب گرديدند. اما بيشترين افزايش در چگالي نوري و شمارش سلول‌هاي زنده و كاهش pH ميط كشت در روز پنجم از دوره آزمايش براي باسيلوس‌هاي S6 بدست آمد. زمان تجديد نسل بر روي محيط نمكي حاوي 1% نفت خام براي باسيلوس S6 و S35 به‌ترتيب 18 و 25 ساعت محاسبه شد. باسيلوس‌ها قادر به كاهش كشش سطحي محيط به‌ترتيب از 62 (mN/m) به 31 و 38 بودند كه بيانگر آن است كه اين گونه‌ها قادر به توليد ميزان قابل توجهي بيوسورفكتانت هستند. نتايج نشان داد كه ميزان كلي كربن از 85 (درصد جرمي) به 41 و 48 (درصد جرمي) به ترتيب براي باسيلوس S6 و S35 كاهش يافته است. همچنين مشخص شد كه پس از گذشت يك ماه 42 درصد و 80 درصد از ميزان كلي سولفور موجود در نفت به ترتيب توسط باسيلوس S6 و S35 حذف شده و مورد استفاده قرار گرفته است. نتيجه‌گيري: آناليزهاي آماري بر روي هيدروكربن‌هاي موجود در نفت دخام با استفاده از گاز كروماتوگرافي (C13-C30) نشان دهنده اثر تخريب زيستي باسيلوس‌ها بر روي هيدروكربن‌هاي نفتي و توانايي آن‌ها در استفاده از نفت به عنوان تنها منبع كربن و انرژي مي‌باشد.

Background and objectives: Today use of microorganisms for removing crude oil pollution from contaminated sites (bioremediation) was considered by scientists because other methods such as surfactant washing and incineration lead to production of more toxic compounds and they are non-economic. Materials and methods: Fifteen crude oil degrading Bacillus spp. were isolated from contaminated sites. Two isolated showed best growth in liquid media with 1-3% ( v/v) crude oil and mineral salt medium. Results: The results show maximal increase in optical densities, total viable count and total protein concomitant with decrease in pH on fifth day of experiment period for Bacillus S6. Typical generation time on mineral salt with 1% crude oil is 18h and 25-h respectively for Bacillus S6 and S35. These bacilli reduce surface tension from 60 (mN/m) to 31 and 38 (mN/m) it means that these bacilli can produce sufficient surfactant. Total of carbon, nitrogen and hydrogen was measured before and after of treatment by using ASTM D5291 method. The results reflect that total of carbon was decreased from 85.6 (mass %) to 41 and 48.8 (mass %) respectively by Bacillus S6 and S35. Biodesulfurization of crude oil was investigated by using IP 242 method. After one month of treatment at 30°C, 42% and 80% of total sulfur content was removed respectively by Bacillus S6 and S35. Conclusion: Quantitative analysis using gas chromatography carried out to demonstrate the effect of biodegradation on n-alkanes (C13-C30). In our study the amounts of hydrocarbons lost by biological processes. The results confirm that isolated Bacillus can use crude oil as source of carbon and energy.