بررسی کارایی فرمولاسیون پودری یک کنسرسیوم باکتریایی تجزیه کننده آلاینده های هیدروکربنی در مقیاس پایلوت میدانی

سابقه و هدف: آلودگی­ های نفتی می ­توانند سبب آسیب­ های جدی و بلندمدت بر محیط زیست و سلامت جامعه ­های انسانی شوند. ترکیب ­های هیدروکربنی می ­توانند در طبیعت به­ مدت طولانی باقی مانده و تبدیل به آلاینده­ های محیط زیستی شوند. پاک سازی آلودگی­ های هیدروکربنی همچنان موضوعی چالشی برای پژوهشگران رشته ­های مختلف می ­باشد. زیست پالایی ، نوعی بیوتکنولوژی است که می تواند برای رفع این آلودگی ها مورد استفاده قرار گیرد. بااین وجود بیشتر یافته های موجود در مورد ارزیابی عامل­ های موثر بر زیست پالایی هیدروکربن های نفتی از مطالعات آزمایشگاهی به ­دست آمده است و پژوهش­ ها در این زمینه در مقیاس پایلوت یا مطالعات میدانی بسیار محدود است. مطالعات نشان می دهد که عامل­های اصلاح بیولوژیکی که در شرایط آزمایشگاهی موثرند ممکن است بطور قابل ملاحظه ای در مقیاس وسیع دارای اثربخشی کمتری باشند بنابراین پژوهش­ ها و کاربردهای میدانی، آزمون های قانع کننده نهایی برای میزان کارآیی این محصول­ ها می باشند. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی عملکرد یک کنسرسیوم باکتریایی تجزیه کننده آلاینده های هیدروکربنی در شرایط طبیعی و در مقیاس پایلوت میدانی بود. مواد و روش ­ها: برای اجرای این پژوهش، کنسرسیوم باکتریایی تجزیه کننده آلودگی نفتی شامل ۵ سویه باکتری Alcanivorax dieselolei، Thalassospira xianheensis، Rhodococcus ruber، Gracilibacillus dipsosauristrain و Microbacterium sp. در فرمانتور نیمه­ صنعتی در حجم ۵۰۰ لیتر تکثیر گردید. سپس سلول ­های میکروبی بعد از ته ­نشینی در فرمانتور به روش spray-drying خشک و با نشاندن بر روی پودر دیاتومه بعنوان بستر تثبیت، تبدیل به پودر شدند. با مخلوط­سازی پودر خالص میکروبی با افزایه های مغذی مناسب، فرمولاسیون نهایی پودر میکروبی تجزیه کننده آلودگی نفتی تولید شد. آزمون میدانی ارزیابی عملکرد این پودر میکروبی بر روی خاک ­های آلوده به نفت خام در جزیره خارک صورت گرفت. برای این منظور خاک های آلوده به نفت سنگین در دو بلوک مجزا شامل یک بلوک شاهد و یک بلوک تیمار به روش زیست افزاییمورد آزمون تجزیه زیستی مواد نفتی قرار گرفت و غلظت هیدروکربن­ های نفتی کل و تغییرات دمای خاک در دوره آزمون سنجش شد. نتایج و بحث: میانگین میزان TPH در روز اول در نمونه های شاهد و مورد آزمایش ۳۴۱ میلی گرم در هر گرم خاک بود. در نمونه شاهد کاهش هیدروکربن­ های نفتی بعد از دوره ۱۴ روزه آزمایش به میزان۱۴.۲% بود که می ­تواند به دلیل فعالیت جمعیت باکتری های بومی خاک و یا به سبب فرآیند های فیزیکوشیمیایی مانند تبخیر و فتواکسیداسیون باشد. در مقابل در خاک تیمار شده با فرمولاسیون پودری کنسرسیوم میکروبی تجزیه کننده آلودگی نفتی غلظت هیدروکربن­ های نفتی در پایان دوره آزمون با ۷۰.۶% کاهش به ۹۹ (mg/g) رسید. این نتایج نشان دهنده عملکرد بسیار سریع این کنسرسیوم میکروبی در تجزیه هیدروکربن­ های نفتی می ­باشد. همچنین به دلیل افزایش فعالیت باکتری ها و تجزیه هیدروکربن های نفتی دمای خاک در بلوک تیمار شده با پودر میکروبی با افزایشی معادل ۱۱ درجه سانتی گراد همراه شد. افزایش دمای خاک بویژه در منطقه ­های سردسیر یا در فصل­ های سرد سال در نتیجه فعالیت باکتری­ ها خود می­ تواند سبب بالا رفتن متابولیسم جمعیت­ های میکروبی خاک و افزایش راندمان زیست­ پالایی شود. این موضوع بویژه در مورد آلودگی ­های نفتی در منطقه ­های قطبی اهمیت دوچندانی دارد. نتیجه ­گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از کنسرسیوم میکروبی برای زیست ­پالایی خاک ­های آلوده به غلظت­ های بسیار زیاد هیدروکربن­ های نفتی مانند آنچه در زمان نشت نفت خام از خطوط انتقال نفت ایجاد می ­شود، می­تواند نتیجه ­بخش باشد. همچنین کاربرد محصو ل­های پودری بدلیل سهولت انجام عملیات و عدم نیاز به تجهیز­ های پیچیده و گران­قیمت یک راهکار موثر بحساب می­ آید. افزون بر این افزودن کنسرسیوم میکروبی بدلیل جمعیت اولیه مناسب باکتری ­های تجزیه کننده نفت می ­تواند سبب افزایش دمای خاک شده و فعالیت جمعیت­ های بومی خاک را نیز افزایش دهد. 

کلیدواژه ها:

زیست پالایی ، آزمون پایلوت میدانی ، کنسرسیوم میکروبی ، فرمولاسیون پودری