ارزيابي پارامترهاي مختلف بر تجزيه آنتراسن توسط باسيلوس جدا شده از رودخانه بابل‌رود استان مازندران

Evaluation of different parameters on Anthracene biodegradation by Bacillus Spp isolated from Babolrood river in Mazandaran province

سابقه و هدف: يكي از مهم‌ترين آلاينده‌هاي زيست‌محيطي تركيبات نفتي بوده كه باعث آلودگي اكوسيستم‌هاي آبي مي‌شوند. آلاينده‌هاي نفتي بر محيط‌هاي آبي و خاك اثر گذاشته و سبب تغييراتي نامطلوب در آن‌ها مي‌گردند. آلاينده‌هاي نفتي حاوي فلزات سنگين و تركيبات خطرناك مي‌باشند و اثرات زيانباري بر سلامت اكوسيستم‌ها و موجودات زنده خواهند داشت. هيدروكربن‌هاي چند‌حلقه‌اي آروماتيك (PAHs) از مهم‌ترين مشتقات نفتي بوده كه عموماً در اثر فعاليت‌هاي انساني ايجاد شده و داراي پايداري بسيار بالايي بوده و داراي عوارض جانبي متعدد (سرطان‌زا و جهش‌زا) مي‌باشند. آنتراسن يك تركيب سه‌حلقه‌اي آروماتيك بوده كه در مناطق آلوده به تركيبات نفتي وجود دارد. آنتراسن در بين 100 تركيب آروماتيك جز سمي‌ترين تركيبات آروماتيك بوده و كاهش آن از اهميت خاصي برخوردار مي‌باشد. برخي از باكتري‌هاي محيطي از تركيبات آروماتيك به‌عنوان منبع كربن و انرژي استفاده كرده و آن را به تركيبات ديگر تبديل كرده و محصول نهايي تجزيه نيز دي‌اكسيد‌كربن و آب مي‌باشد. آنتراسن به‌علت حلاليت پايين در آب كم‌تر تحت‌تاثير مستقيم تجزيه ميكروبي قرار گرفته و بايستي شرايط زيستي و غير‌زيستي جهت تجزيه را بهينه كرده تا تجزيه ميكروبي بيش‌ترين راندمان را داشته باشد. باكتري‌هاي جنس باسيلوس به‌علت داشتن اسپور، قادر به رشد در شرايط نامناسب زيست‌محيطي بوده و از گونه‌هاي مختلف باسيلوس به‌طور گسترده در تحقيقات زيست فناوري از جمله توليد فرآورده‌هاي زيستي و كاهش آلاينده‌هاي زيست‌محيطي استفاده مي‌گردد. يكي ديگر از مزاياي باسيلوس‌ها، توانايي رشد در محيط‌هاي ساده و داراي حداقل ماده مغذي بوده و از اين‌رو جز باكتري‌هاي شاخص جهت كاهش آلاينده‌هاي زيست‌محيطي مي‌باشند. هدف از اين مطالعه جداسازي باكتري‌هاي تجزيه‌كننده (باسيلوس) از مصب رودخانه بابل‌رود و استفاده از آن‌ها جهت تجزيه زيستي آنتراسن در مقياس آزمايشگاهي بوده است. مواد و روش‌ها: نمونه‌ها از رسوبات مصب رودخانه اخذ و پس ار انتقال به آزمايشگاه، در محيط كشت حداقل MSM (Minimal Salt Medium) كشت داده شدند. يكي از باكتري‌هاي تجزيه‌كننده آنتراسن جنس باسيلوس بوده كه با استفاده از كشت‌‌هاي متوالي جداسازي و از طريق روش‌هاي مولكولي شناسايي گرديد. جهت ارزيابي تجزيه زيستي آنتراسن توسط باسيلوس، از فاكتورهايي نظير pH، دما و غلظت آنتراسن استفاده گرديد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه شرايط بهينه جهت تجزيه آنتراسن شامل 5/7pH=، دماي 35 درجه سانتي‌گراد و غلظت 150 ميلي‌گرم در ليتر از آنتراسن بوده و با افزايش زمان انكوباسيون، روند تجزيه آنتراسن نيز سريع‌تر صورت گرفت. بازده تجزيه زيستي آنتراسن درحضور باسيلوس، بيش از 40 درصد در طول 2 بوده كه نشان‌دهنده توانايي بالاي آنزيمي اين باكتري بوده است. نتيجه‌گيري: با توجه به رشد باسيلوس در شرايط نامناسب (به‌دليل اسپور‌دار بودن) مي‌توان از آن به‌عنوان ابزار زيستي جهت حذف آنتراسن استفاده نمود. اين روش يك راه‌كار دوست‌دار محيط زيست براي حذف آلاينده‌هاي پايه نفتي بوده و به‌دليل استفاده از عوامل زيستي اثر منفي بر محيط نخواهد داشت. پيشنهاد مي‌گردد از اين روش در پاك‌سازي محيط‌هاي آلوده استفاده گردد.

Background and Objectives: One of the most important environmental pollutants is petroleum compounds that contaminate aquatic ecosystems. Petroleum pollutants affect the aquatic and terrestrial ecosystems and cause adverse change in them. Petroleum pollutants contain heavy metals and hazard compounds and will have harmful effects on the ecosystems and organisms. Aromatic polycyclic hydrocarbons (PAHs) from the oil derivatives, are generally caused by human activity and high stability, and have multiple side effects (carcinogenic and mutagenic). Anthracene, a combination of tricycles aromatic hydrocarbon and exist in contaminated areas. Anthracene is one among the 100 most toxic aromatic compounds and therefore reducing of Anthracene is important. Some of environmental bacteria are used from PAHs as a source of carbon and energy and convert it to the other compounds and final products of degradation are carbon dioxide and water. Anthracene due to low solubility in water is less directly affected by land and microbial degradation in biotic and therefore abiotic conditions must be optimized for microbial degradation to have the greatest efficiency. Bacillus is belonging to spore forming bacteria and is able to grow in improper environmental conditions and different species of Bacillus are extensively used in biotechnology research, including the production of biological products and reduce environmental pollutants. In other hand, bacillus species are capable to grow in simple environments with minimal nutrient and therefore to reduce environmental pollutants. Materials and Methods: Sampling was done from river estuary sediment and was cultured in Minimal Salt Medium (MSM). Bacillus Spp. was one of the isolated bacteria from river sediment that was identified by molecular technique. In next step, influence of pH, temperature and concentration of Anthracene were surveyed on Anthracene biodegradation by Bacillus spp during zero, 24 and 48 hours. Results: The results showed that the optimized condition for biodegradation included pH=7.5, 35 ?C and 150 ppm of Anthracene. Bacterial degradation of Anthracene was increased with prolong incubation time. Efficiency of bacillus sp for decomposition of Anthracene was 42% during 48 hours. Conclusion: With regards to high potential of bacillus and also its survival in improper condition (spore – forming bacterium) it can be used as biological tools for degradation of Anthracene in oil contaminated regions. This method is an eco-friendly way for removal of petroleum based pollutants and doesn’t have a negative effect on the environment. This method is recommended to remediation of petroleum polluted environment.