21292

21292

بررسي عوامل مؤثر بر تجزيه زيستي فنانترن از فاز خاك

كارشناسي ارشد

بيوتكنولوژي

95-98

1398/4/15

دكتر پريسا حجازي

مهندسي شيمي

پلي هيدروكسي آروماتيك‌ها ازجمله فنانترن از مهم¬ترين عوامل آلودگي محيط‌زيست محسوب مي¬شوند كه به دليل كندي و پيچيدگي فرآيند در فاز جامد خاك، اغلب در فاز دوغابي مورد بررسي قرار گرفته‌اند. در ميان روش¬هاي اصلاح خاك، زيست¬سالم¬سازي با قارچ¬ پوسيدگي سفيد از كارآمدترين روش¬ها است. در اين تحقيق چهار قارچ منتخب از گونه¬هاي بومي ايران ‌كه توانايي توليد آنزيم¬هاي ليگنينوليتيك و رشد با فنانترن به‌عنوان تنها منبع كربني در محيط مايع را داشتند، وارد آزمايش خاك شدند. بدين منظور خاك در سه غلظت مختلف 100، 200 و ppm300 از فنانترن آلوده و ميزان حذف زيستي با چهار قارچ مختلف طي 5 هفته درون ارلن آزمايش شد. با افزايش غلظت آلاينده درصد حذف آن كاهش پيدا نكرد و بيش¬ترين درصد تجزيه براي دو گونه از قارچ¬ها در بالاترين غلظت از فنانترن و pH خنثي حاصل شد. اين دو گونه توانستند فنانترن را در غلظت ppm300 حدود 70% طي 21 روز حذف كنند. درنهايت ميكروارگانيسم‌هاي منتخب در حالت تثبيت¬شده بر سوبستراهاي شلتوك و خاك¬اره (با نسبت‌هاي سوبسترا به خاك 1:10 و 1:30) در لوله¬آزمايش با فرض افزايش ارتفاع نسبت به قطر خاك و برطرف كردن مشكلاتي از قبيل شكست هيف¬ها براثر اختلاط حاصل از نمونه¬گيري و تنظيم رطوبت و نسبت C/N خاك مورد بررسي قرار گرفتند. در پايان دوره 40 روزه گونه شماره 4 تثبيت‌شده بر شلتوك برنج توانست، 16/89% از آلاينده را حذف و بهترين نتيجه را كسب كند. به‌طوركلي نسبت سوبسترا به خاك 1:10 در طولاني‌مدت نسبت به مقدار 1:30 كارآمدتر بود؛ در نسبت 1:10 قارچ‌ها با ترشح آنزيم‌هاي ليگنوليتيكي ابتدا از شلتوك يا خاك‌اره به‌عنوان منبع انرژي استفاده كرده و سپس شروع به حذف فنانترن (يك آلاينده‌ي 3 حلقه‌اي مشابه با ساختار ليگنين) مي‌كنند. با در نظر گرفتن ميزان قابل‌توجه نرخ تجزيه زيستي بدون هوادهي اجباري و عدم از بين رفتن توانايي آنزيمي ميكروارگانيسم‌ها در مدت‌زمان بسيار كوتاه فرايند حذف، به نظر مي¬رسد كه اين گونه¬هاي بومي، پتانسيل بالايي براي تجزيه زيستي فنانترن در غلظت¬هاي بيش¬تر و زيست¬سالم¬سازي ساير پلي¬هيدروكسي آروماتيك¬ها در خاك داشته باشند. واژه‌هاي كليدي: پلي هيدروكسي آروماتيك‌ها، فنانترن، زيست سالم‌سازي، فاز خاك، قارچ پوساننده سفيد

1398/08/22

Evaluating the Factors Affecting Bioremediation of Phenanthrene in Solid Phase

7/5/2020 12:00:00 AM

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) including phenanthrene, are among the most important environmental contamination factors that due to the complexity of the process in the solid phase of soil, they are often investigated in the slurry phase. Among the methods of soil remediation, biological treatment with white rot fungi is one of the most effective methods. White rot fungi have been applied for the clean up of pollutants depending on a group of extracellular ligninolytic enzymes secreted by them. In this research, four selected fungi of indigenous species of Iran, which were able to degrade phenanthrene as the only source of carbon in the liquid medium, entered the soil test. For this purpose, the soil was contaminated at three different concentrations of 100, 200 and 300ppm of phenanthrene and the biological removal rate was investigated by four different fungi within five weeks in the Erlen scale. By increasing the pollutant concentration, the percentage of removal was not reduced and the highest percentage of decomposition for two species of fungi was obtained at the highest concentration of phenanthrene and neutral pH. The two species were able to remove about 70% of phenanthrene in a concentration of 300ppm over a period of 21 days. Finally, the selected microorganisms were immobilized on rice hulls and sawdust as a cosubstrates (with substrate ratios of 1:10 and 1:30) entered to test tube assuming an increase in the height relative to the diameter of the soil and solving problems such as failure of the hyphae due to mixing during sampling and setting of moisture and the ratio of soil C/N. At the end of the 40-day period, the fungi named 4 which immobilized on rice hulls was able to remove 89.16% of the pollutant and obtain the best result. In general, the ratio of substrate to the soil 1:10 was more efficient than 1:30 in the long run. In the ratio of 1:10 fungi used rice hulls and sawdust as a source of energy and then begin to remove phenanthrene (a 3-ring pollutant which its structure is similar to lignin). Considering the significant amount of phenantherene removal efficiency without forced aeration and not losing enzymatic ability of microorganisms in the short term of the removal process, it seems that these indigenous species have a high potential for biodegradation of phenanthrene and other polycyclic aromatic hydrocarbons in higher concentrations in the soild phase. Keywords: Polycyclic aromatic hydrocarbons, bioremediation, phenanthrene, solid phase, white rot fungi