جداسازي و شناسايي باكتري‌هاي نمك- قليادوست تجزيه كننده فنل و ارزيابي عملكرد آن‏ها

Isolation and identification of haloalkaliphilic phenol degrading bacteria and evaluating their applicability

 مقدمه: تركيبات فنلی جزو سمی‌ترين آلاينده‌های محيط زيست به شمار می‌آيند. بنابراين، وجود اين تركيبات در پساب‌های صنعتی مشكل بزرگی محسوب می‌شود. تجزيه زيستی فنل روشی است كه می‌تواند جايگزين روش‌های فيزيكی- شيميايی مرسوم شود. هدف از اين مطالعه جداسازي ميكروارگانيسم‌های نمك- قليادوست تجزيه كننده فنل به منظور حذف اين تركيب از پساب‌هاي صنعتی با شرايط شور و قليايی است‏‏. ‏‏‏ مواد و روش‏‏ها: نمونه‏برداري از خاك و آب‌های آلوده به تركيبات نفتی انجام شد. بعد از غني‏سازی نمونه‌ها در محيط پايه معدنی دارای فنل به عنوان تنها منبع كربن و انرژی، كنسرسيوم ميكروبي‏ به دست آمده خالص‏سازی شد. سويه‌های تجزيه كننده فنل شناسايی مولكولی شدند. بهترين سويه انتخاب و شرايط رشد آن در حضور فنل بهينه‏سازی شد. ‏‏‏ نتايج: سه سويه تجزيه‏كننده فنل متعلق به جنس‌های باكتريايی Halomonas، Janibacter و Pseudomonas از نمونه‌های آب مخزن جداسازی و شناسايی شد. در اين ميان سويه YF3 با 92/98 درصد شباهت به Janibacter cremeus به علت سرعت رشد بالاتر در محيط پايه معدنی داراي فنل به عنوان سويه برتر شناسايی شد. اين سويه كوكوس گرم مثبت با محدوده تحمل سديم كلرايد 1 تا 10 درصد و بهينه غلظت 5 درصد است. ‏‏‏ بحث و نتيجه‏گيری: YF3 قادر به رشد در شرايط قليايی با اسيدتيه 5/9 و بهينه غلظت فنل 400 ميلي‏گرم بر ليتر است. بيش‌ترين رشد اين سويه در دمای 30 درجه سانتي‏گراد و در حضور نمك سديم نيترات به عنوان منبع نيتروژن است. دامنه تحمل شرايط سخت برای اين سويه نمك- قليادوست از نظر اسيديته و غلظت فنل به ترتيب 5/6 تا 5/9 و 1000 ميلي‏گرم بر ليتر بود كه نشان‏دهنده پتانسيل بالای اين سويه اكستريموفيل، در حذف فنل است و می‌تواند به عنوان سويه‏ای كاربردي در حذف تركيبات فنلی از پساب‌های شور و قليايی استفاده شود. ‏‏‏

 Introduction: Phenolic compounds are toxic environmental pollutants. Removal of phenol from wastewaters is very important. Phenol biodegradation is generally preferred to common physico- chemical methods. The aim of this study is to enrich and isolate haloalkaliphilic phenol-degrading bacteria and evaluate their potential for caustic wastewater treatment in consortium and pure cultures. Materials and methods: Soil and water samples were collected from hydrocarbon polluted areas. Samples were enriched in the mineral medium with phenol as the only carbon and energy source. Phenol degrading strains were isolated and identified using morphological and phylogenic techniques. Isolates were screened based on phenol removal ability and key parameters such as pH, temperature and various salt (NaCl, NaNO3, NH4Cl and KCl) and phenol concentration were evaluated for optimizing biodegradation activity of the selected strain. Results: Three phenol-degrading strains were isolated from Yadavaran oilfield sample, which belong to bacterial genera Halomonas, Janibacter and Pseudomonas. The strain Janibacter sp.YF3 was selected due to its high phenol-degrading rate. The strain was gram positive coccus whose optimal growth condition was 30 ºC, Nacl 5 % (w/v), pH 8.5 and phenol 400 ppm. The results showed that this strain could thrive in highly saline conditions and preferred NaNO3 among other salts. Discussion and conclusion: Isolate entitled Janibacter sp. strain YF3 was a polyextremophile which could tolerate harsh conditions (NaCl concentration up to 10 % and pH 9.5) and could utilize phenol at high concentration up to 1000 ppm. These results showed that this strain could be potentially applicable for phenol removal from haloalkaline industrial wastewaters such as spent caustic.