بررسي اثر آلودگي نفت سفيد بر روي جمعيت ميكروبي خاك بيابان و خاك مزرعه

Study the effect of kerosene contamination on desert and farmland soil microbial community

سابقه و هدف: نفت سفيد يا كروزن مايعي بيرنگ و كمي سنگين‌تر از بنزين است. قسمت اعظم نفت سفيد شامل هيدروكربن‌هايي است كه مولكول آنها داراي 11 تا 15 اتم كربن است. اكوسيستم مزرعه ممكن است با هيدروكربن‌هاي نفتي از طريق روش هاي گوناگوني از قبيل انتقال نفت و نشت نفت خام از ذخاير نفتي الوده شود. اين الاينده‌ها داراي اثراتي روي بافت خاك و جمعيت ميكروبي هستند. هدف از اين تحقيق شناخت اثر آلودگي نفت سفيد بر دو نوع خاك متفاوت مي باشد. مواد و روش‌ها: از دو نوع خاك متفاوت شامل خاك هاي بيابان و مزرعه نمونه‌برداري شد و شش نوع ميكروكازم طراحي گرديد. هر خاك داراي سه ميكروكازم شامل بدون آلودگي، آلوده به نفت سفيد و آلوده به نفت سفيد همراه با مواد غذايي نيتروژن و فسفر بود. شاخص‌هايي همچون جمعيت باكتري‌هاي هتروتروف، جمعيت باكتري‌هاي تجزيه كننده، آنزيم دهيدروژناز و ميزان تجزيه نفت سفيد در مورد هر ميكروكازم در يك دوره زماني 120 روزه سنجش گرديد. براي شمارش باكتري‌هاي هتروتروف محيط نوترينت اگار استفاده شد. در اين روش سري رقت براي هر خاك انجام شد و روي محيط نوترينت آگار بصورت سفره اي كشت داده شد و كلني‌هاي متفاوت شمارش شدند. براي شمارش باكتري‌هاي تجزيه كننده از محيط بوشنل‌هاس استفاده شد. براي شمارش تعداد حداكثر احتمالي باكتري‌ها از روش ميكروپليت استفاده شد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه بالاترين ميزان باكتري‌هاي هتروتروف مربوط به خاك مزرعه با ارزش 1010 × 1 مي باشد. اما بطور كلي تعداد باكتري‌هاي تجزيه كننده در كليه خاك‌ها بطور قابل توجهي كمتر از تعداد كل باكتري‌هاي هتروتروف در خا ك‌ها مي باشد. با گذشت زمان تيمار از زمان صفر تا زمان 120 روز در اين دو نوع خاك الگوهاي متفاوتي ديده مي شود. . بطوري‌كه در خاك بيابان از روز اول ازمايش تا روز 30 آزمايش باكتري‌ها الگوي افزايشي دارند اما در روز 60 كاهش قابل ملاحظه‌اي در تعداد باكتري ها ديده مي شود. كميت باكتري‌هاي تجزيه كننده نفت سفيد تا روز 60 سير كاهشي و پس از آن افزايشي بود. در خاك بيابان افزايش در تعداد تجزيه كننده در تمامي حالات خاك در روز 30 ازمايش ديده شد. پس از اين زمان الگو بصورت كاهشي بود. در خاك مزرعه افزايش از روز 90 آغاز مي شود و تا انتهاي ازمايش نيز الگو افزايشي است. بالاترين ميزان باكتري‌هاي تجزيه كننده نفت سفيد مربوط به خاك مزرعه با ارزش 106 × 2 و كمترين آن مربوط به خاك بيابان با ارزش 104 × 3 مي باشد. بهترين فعاليت انزيم دهيدروژناز در ميكروكازم‌هاي گوناگون مربوط به ميكروكازم الوده همراه با ماده غذايي بود. بالاترين تجزيه زيستي نفت سفيد در همه خاك‌هاي مورد مطالعه مربوط به خاك مزرعه با ميزان 95 درصد بود.. تحليل آماري داده‌ها نشان داد كه يك ارتباط معني دار بين تعداد كل باكتري هاي هتروتروف كه با روشMPN سنجيده شده با ساير شاخص‌هاي مورد بررسي وجود دارد. نتيجه‌گيري: نتايج اين تحقيق ثابت كرد كه انتخاب بهترين روش زيست‌پالايي وابسته به نوع خاك است و در اين تحقيق اين ثابت شد كه نوع خاك داراي اثر مهمي در تجزيه زيستي نفت سفيد است.

Background and Objectives: Kerosene is colorless liquid and slightly heavier than gasoline that specific odor removes after evaporation. The majority fraction of kerosene contains hydrocarbons between 11 to 15 carbon molecules. Farmland ecosystems may be polluted with petroleum hydrocarbons via different ways such as transportation and spill of crude oil from resource of petroleum storage. These pollutants have some effect on the texture of the soil and microbial community. The aim of this research is understands the effect of kerosene pollution on two different soils. Materials and Methods: Two different soils samples were collected from desert and farmland soils. Six microcosms were designed. Indeed each soil has three microcosms such as: unpolluted microcosm, polluted microcosm and polluted microcosm with nutrient (Nitrogen and Phosphor). Some factors were assayed in each microcosm during 120 day of experiment. These factors include: total heterotrophic bacteria, total Kerosene degrading bacteria, dehydrogenase enzyme and Kerosene biodegradation. For enumeration of heterotrophic bacteria nutrient agar medium was used. In this method serial dilutions were done from each soil and spread on nutrient agar medium then different colonies were counted. For enumeration of degrading bacteria Bushnel-Hass (BH) medium were used. Results: The results of this study show that the highest quantity of heterotrophic bacteria related to farmland soil (1 × 1010). The quantities of degradative bacteria significantly were lower than heterotrophic bacteria in all soil microcosms. By passing the time if treatment from zero to 120 days two different patterns were seen in soils. In desert soil from the beginning of experiment until day 30 the increment pattern were recorded but in day 60 the remarkable decrease were observed in the quantity of bacteria. The quantity of degradative bacteria have decrement pattern until 60th day of experiment but after this day these bacteria have increment pattern. In desert soil increase in the quantity of degrading bacteria in all microcosms were recorded in day 30 of experiment. After this time the decrement pattern were observed. In farmlands soil increase in the quantity of bacteria were started from day 90 and continue until the end of experiment. The highest quantity of degrading bacteria related to farmland soil (2 × 106) and the lowest quantity related to desert soil (3 × 104). The best deydrogenase activity between different microcosms related to pollute microcosm with nutrient. The highest biodegradation of Kerosene in all studied soil belong to farmland microcosm (95%). Statistical analysis of the results shows that there is a significant correlation between MPN quantity of heterotrophic bacteria and other assayed factors. Conclusion: The results of this study confirmed that the selection of best bioremediation strategies belong to type of soil and in this research it was confirmed that the type of soil have significant in the percentage of degradation.