مدل سازی کنتیک زیست پالایی آب زیرزمینی آلوده به ترکیباتBTEX

سابقه و هدف: ترکیبات هیدروکربنی  در اثر تصادفات در موقع حمل ونقل، ذخیره سازی و یا فرآیندهای پالایشگاهی به ویژه در کشورهای تولیدکننده نفت منابع آب زیرزمینی را (هم در منطقه غیراشباع  و هم در منطقه اشباع) آلوده می کنند. با توجه به پیچیدگی های حاکم بر محیط آب زیرزمینی، تاکنون پژوهش چندانی در ارتباط با پاک سازی  این آلودگی ها در ایران انجام نشده است. ترکیبات بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن (BTEX) به دلیل حلالیت نسبتا بالا در آب و خاصیت سرطان زایی که دارند، از دیگر ترکیبات نفتی خطرناک تر هستند. این تحقیق با هدف مدل سازی کنتیک زیست پالایی نمونه های آب زیرزمینی آلوده به BTEX انجام شده است.مواد و روش ها: نمونه های آلوده آب زیرزمینی از محدوده پالایشگاه تهران تهیه شده و به روش غنی سازی، باکتری های تجزیه کننده ترکیبات BTEX غربال گری و جداسازی شدند. پس از شناسایی مولکولی باکتری های جداشده، سویه Pseudomonas  sp. BTEX-۳۰ که بهترین عملکرد را در بین سایر سویه های باکتریایی داشت برای بررسی های کنتیک انتخاب شد. آزمایشات کنتیک در بطری های شیشه ای ۵۰۰ میلی لیتری با درپوش پیچی تفلونی برای جلوگیری از نشت بخارات ترکیبات BTEX به محیط در شیکر انکوباتور با دور موتور۱۰۰ دور در دقیقه، در دمای ۳۴ درجه سانتی گراد و با pH برابر ۶/۷ انجام شده است. کنتیک زیست پالایی برای دو حالت تک سوبسترا (غلظت هر کدام از سوبستراها ۲۵۰ میلی گرم بر لیتر) و مخلوط ترکیبات BTEX (مجموع غلظت سوبستراها ۵۰۰ میلی گرم بر لیتر به نسبت مساوی) بررسی شده است. همچنین برای به دست آوردن رطوبت بهینه زیست پالای در منطقه غیراشباع  آب زیرزمینی، رطوبت های مختلف مورد بررسی قرار گرفت.نتایج و بحث: بر اساس نتایج به دست آمده، معادله مونود بهترین برازش را هم برای کنتیک تک سوبسترا و هم برای مخلوط سوبستراها نشان می دهد. حداکثر نرخ مخصوص زیست پالایی () برای ترکیبات بنزین، تولوئن و اتیل بنزن به ترتیب ۴۵/۰، ۴۳/۰ و ۳۵/۰ در ساعت به دست آمد. باکتری قادر به تجزیه زایلن در حالت تک سوبسترا نبود. حداکثر نرخ مخصوص زیست پالایی برای مخلوط سوبستراها ، ۴۴/۰، ۴۵/۰، ۳۸/۰ و ۳۳/۰ در ساعت به ترتیب برای بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن به دست آمد. نکته قابل توجه تجزیه زایلن در حضور بنزن و تولوئن است که با افزایش جمعیت باکتریایی در اثر تجزیه بنزن و تولوئن، آنزیم های مورد نیاز برای تجزیه زایلن در دسترس قرار گرفته و باعث تجزیه زایلن نیز می شود.نتیجه گیری: باکتری Pseudomonas sp. BTEX-۳۰ هم در محیط آبی و هم در رطوبت های بالای ۲۰ درصد خاک غیراشباع قادر به زیست پالایی ترکیبات BTEX است، با وجود این بهترین عملکرد را در رطوبت۶۰ درصد نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

آب زیرزمینی ، کنتیک زیست پالایی ، معادله مونود ، منطقه غیراشباع