بررسی مقایسه ای اثر آلودگی نفت خام بر روی جمعیت میکروبی خاک جنگل و خاک صنعتی

آب و خاک

مقاله 7، دوره 30، شماره 4 - شماره پیاپی 48، آبان 1395، صفحه 1219-1231   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v30i4.47069

نویسندگان

نسرین انصاری¹؛ مهدی حسن شاهیان^{* 2}؛ محمد رضا خوشرو¹

¹دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرمان

²دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

هیدروکربن های نفتی آلاینده های گسترده ای هستند که از طریق انتقال نفت خام، نگهداری، حوادث نشت نفتی و فرآیندهای تصفیه در پالایشگاه ها وارد خاک می گردند. آلودگی نفتی دارای اثرات اکولوژیکی بر روی خاک می باشد بطوری که ترکیب و تنوع جامعه میکروبی را بر هم زده و اثراتی نیز بر روی فعالیت ریزجانداران و آنزیم های خاک دارد. در این تحقیق جهت مطالعه اثر نفت خام بر روی جمعیت میکروبی خاک، دو نوع خاک متفاوت شامل خاک های صنعتی (مجاور تأسیسات نفتی و پتروشیمی شیراز) و جنگل تهیه و نمونه برداری شد و شش نوع میکروکازم طراحی گردید. هر خاک دارای سه میکروکازم با شرایط متفاوت شامل بدون آلودگی، آلوده به نفت و آلوده به نفت همراه با مواد غذایی نیتروژن و فسفر بود. شاخص هایی همچون جمعیت باکتری های هتروتروف، جمعیت باکتری های تجزیه کننده، آنزیم دهیدروژناز و میزان تجزیه نفت در مورد هر میکروکازم در یک دوره زمانی 120 روزه بطور جداگانه سنجش گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که بالاترین میزان باکتری های هتروتروف مربوط به خاک جنگل با ارزش 108 × 8 می باشد. بطور کلی تعداد باکتری های تجزیه کننده در خاک ها بطور قابل توجهی کمتر از تعداد کل باکتری های هتروتروف در خاک ها بود. کمیت باکتری های تجزیه کننده تا روز 60 آزمایش بصورت کاهشی و پس از آن تا انتهای آزمایش افزایش داشت. در بین سه نوع مختلف میکروکازم، میکروکازم آلوده به نفت همراه با افزودن منابع نیتروژن و فسفر بالاترین فعالیت آنزیمی دهیدروژناز را دارد. از لحاظ تجزیه زیستی نفت خام در خاک، بیشترین میزان تجزیه مربوط به خاک در میکروکازم صنعتی (95 %) بود. تحلیل آماری داده ها نشان داد که یک ارتباط معنی دار بین تعداد کل باکتری های هتروتروف که با روش MPN سنجیده شده با سایر شاخص های مورد بررسی وجود دارد. با بکارگیری نتایج حاصله از این تحقیق می توان بر حسب نوع خاک راهکارهای مناسبی جهت احیای زیستی آن ها پیشنهاد نمود.

کلیدواژه‌ها

آلودگی؛ تجزیه زیستی؛ خاک؛ میکروکازم؛ نفت خام

مراجع

1- Alef K., and Nannipieri P. 1995. Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry. Academic press, Londen.

2- Amadi A., Samuel D., and Anthony N. 1996. Chronic effects of oil spill on soil properties and microflora of a rainforest ecosystem in Nigeria, Water, Air, and Soil Pollution, 86: 1- 11.

3- Andreoni V., Cavalca L., Rao M. A., Nocerino G., Bernasconi S., Amico M., and Colombo L. 2004. Bacterial communities and enzyme activities of PAHs polluted soils, Chemosphere, 57: 401- 412.

4- Atlas M. 1981. Microbial degradation of petroleum hydrocarbons: an environmental perspective, Applied and Environmental Microbiology, 45: 180- 209.

5- Barathi S., and Vasudevan N. 2001. Utilization of petroleum hydrocarbons by Pseudomonas fluorescens isolated from petroleum contaminated soil, Environmental International, 26: 413- 416.

6- Bragg J.R., Prince R.C., Harner E.J., and Atlas R.M. 1994. Effectiveness of bioremediation for the Exxon Valdez oil spill, Nature, 368: 413- 418.

7- Carl E., and Cerniglia B. 1992. Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons, Biodegradation, 3: 351- 368.

8- Del Arco J.P., and De Franca F.P. 2001. Influence of oil contamination levels on hydrocarbon biodegradation in sandy sediment, Environment Pollution, 110: 515- 519.

9- Delille D., and Delille B. 2000. Field observations on the variability of crude oil impact on indigenous hydrocarbon-degrading bacteria from sub-Antarctic intertidal sediments, Marine Environmental Research, 49: 403- 417.

10- Delille D., and Coulon F. 2008. Comparative mesocosm study of biostimulation efficiency in two different oil-amended sub-Antarctic soils, Microbial Ecology, 56: 243- 252.

11- Flavia F., Evans S., Rosado G. V., Sebasti S., Renata C., Pedro L. O., and van E. 2004. Impact of oil contamination and biostimulation on the diversity of indigenous bacterial communities in soil microcosms. FEMS Microbiology Ecology, 49: 295– 305.

12- Gianfreda L., Antonietta Rao M., Piotrowska A., palumbo G., and Colombo C. 2004. Soil enzyme activities as affected by anthrogenicalterations: intensive agricultural practice and organic pollution, Science of the Total Environment, 341: 265- 279.

13- Ives A. R., Foufopoulos J., Klopfer E. D., Klug J. L., and Palmer T. M. 1996. Bottle or big-scale studies: how do we do ecology, Ecology, 77: 681- 685.

14- Kasai Y., Kishira H., Sasaki T., Syutsubo K., Watanabe K., and Harayama S. 2002. Predominant growth of Alcanivorax strains in oil-contaminated and nutrient supplemented sea water, Environmental Microbiology, 4: 141- 147.

15- Labud V., Garcia C., and Hernandez T. 2007. Effect of hydrocarbon pollution on the microbial properties of a sandy and a clay soil, chemosphere, 66:1863- 1810.

16- Leahy A., and Colwell R. 2010. Microbial degradation of hydrocarbons in the environment, Microbiology and Molecular Biology Review, 54: 305- 315.

17- Lenson P. 1992. Forest Soil Biology: Impossible Challenge or Open Market? Responses of Forest Ecosystems to Environmental Changes, 23: 165- 175.

18- Li Z. Y., Kravchenko I., Xu H., and Zhang C. 2007. Dynamic changes in microbial activity and community structure during biodegradation of petroleum compounds: A laboratory experiment, Journal of Environmental Science, 19: 1003– 1013.

19- Mathew M., and Obbard J. P. 2001. Optimisation of the dehydrogenase assay for measurement of indigenous microbial activity in beach sediments contaminated with petroleum, Biotechnology Letters, 23: 227– 230.

20- Okerentugba P.O., and Ezeronye O.U. 2003. Petroleum degrading potentioals of single and mixed microbial cultures isolatedfrom rivers and refinery effluents in Nigeria, African Journal of Biotechnology, 2(9): 288- 292.

21- Rahman K. S. M., Thahira-Rahman J., Lakshmanaperumalsamy P., and Banat I. M. 2004. Towards efficient crude oil degradation by a mixed bacterial consortium, Bioresource Technology, 85: 257– 261.

22- Ramakrishnan B., Megharaj M., Venkateswarlu K., Sethunathan N., and Naidu B. 2011. Mixtures of environmental pollutants: Effects on microorganisms and their activities in soils, Environmental Contamination and Toxicology, 10: 978-1007.1, 4419- 8011.

23- Riffaldi R., Levi-minzi R., Cardelli R., Palumbo S., and Saviozzi A. 2006. Soil biological activities in monitoring the bioremediation of diesel oil-contaminated soil, Water, Air and Soil Pollution, 170: 3– 15.

24- Schafer H., Laetitia B., Claude C., Philippe L., Pierre S., Pukall E., and Gerard, M. 2001. Microbial community dynamics in Mediterranean nutrient-enriched seawater mesocosms: changes in the genetic diversity of bacterial populations, FEMS Microbiology Ecology, 34: 243- 253.

25- Vandergast C. J., Whiteley A. S., and Thompson I. P. 2004. Temporal dynamics and degradation activity of a bacterial inoculums for treating waste metal working fluid, Environmental Microbiology, 6: 254- 263.

26- Wrenn B. A., and Venosa A. D. 1996. Selective enumeration of aromatic and aliphatic hydrocarbon degrading bacteria by a most probable number procedure, Canadian Journal of Microbiology, 42: 252- 258.

27- Weigand, H., Totsche G., and Huwe B. 2001. PAH mobility in contaminated industrial soils: a Markov chain approach to the spatial variability of soil properties and PAH levels, Geoderma, 102: 371– 389.

28- Xu R., and Obbard J. P. 2003. Effect of nutrient amendments on indigenous hydrocarbon biodegradation in oil contaminated beach sediments, Journal of Environmental Quality, 32: 1234- 1243.

29- Zhou J., Bruns M. A., and Tiedje J. M. 1996. DNA recovery from soils of diverse composition, Applied and Environmental Microbiology, 62: 316– 320.