1387/11/13، جلد ۶، شماره ۳، صفحات ۱۱۹-۱۲۸

عنوان فارسی جداسازی و شناسايی باکتری تجزيه کننده اکريلونيتريل از لجن فعال سيستم تصفيه فاضلاب پتروشيمی و بررسی کارآيی آن در حذف اکريلونيتريل
چکیده فارسی مقاله زمينه و هدف: اکريلونيتريل به عنوان ماده اوليه اصلی در توليد رزين ABS (اکريلونيتريل بوتادين استايرن) به طور وسيعی در صنعت پتروشيمی و ديگر فرآيندهای صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می گيرد. تجزيه زيستی اين ترکيب به دليل ويژگی های سمی آن به آسانی توسط ميکروارگانيسم ها انجام نمی شود و در صورت عدم تصفيه مناسب، تخليه پساب آلوده به اکريلونيتريل می تواند سبب بروز آلودگی شديد محيط زيست شود. هدف از انجام اين تحقيق، جداسازی و شناسايی گونه باکتريايی تجزيه کننده اکريلونيتريل از لجن فعال سيستم تصفيه فاضلاب صنعت پتروشيمی و همچنين، بررسی سرعت کاهش غلظت يا حذف کامل آن در سيستم تصفيه زيستی توسط گونه جداسازی شده می باشد. به علاوه، تغييرات غلظت محصولات ميانی و نهايی حاصل از تجزيه اکريلونيتريل نيز مورد مطالعه قرار گرفته است.
روش کار:
برای انجام اين تحقيق، سه راکتور زيستی ناپيوسته هرکدام به حجم 250 ميلی ليتر مورد استفاده قرار گرفت. جمعيت ميکروبی مورد نياز برای راه اندازی سيستم، از لجن فعال برگشتی حوض هوادهی سيستم تصفيه فاضلاب مجتمع پتروشيمی تبريز تامين گرديد. به منظور تامين مواد معدنی و عناصر جزئی مورد نياز ميکروارگانيسم ها از محيط بافر فسفات (PBM) و جهت تامين کربن و نيتروژن مورد نياز سيستم زيستی از اکريلونيتريل به عنوان آلاينده استفاده شد. همچنين، از محيط کشت R2A به منظور دستيابی به باکتری خالص و از رنگ آميزی گرم، مشاهده ميکروسکوپی و آزمون های بيوشيميايی با بهره گيری از محيط های انتخابی از جمله اکسيداسيون يا تخمير گلوکز (O-F glucose)، مک کانکی آگار (MacConkey agar)، آگار آهن حاوی سه قند لاکتوز، ساکارز و گلوکز(TSI)، ائوزين متيلن بلو(EMB)، سالمونلا شيگلا آگار (SS agar)، SIM، آزمون های احياء نيترات، ذوب ژلاتين، تخمير لاکتوز، اکسيداز و کاتالاز جهت شناسايی باکتری استفاده شد. در نهايت، بازده سيستم زيستی در تجزيه غلظت های اوليه مختلف اکريلونيتريل و محصولات ميانی و نهايی حاصل از فرآيند تجزيه زيستی مورد مطالعه قرار گرفت.
نتايج: نتايج بدست آمده نشان دهنده ميانگين حذف 46% و 98% اکريلونيتريل به ترتيب در مدت 46 و 70 ساعت پس از شروع واکنش در غلظت اوليه 500 ميلی گرم بر ليتر بود. در غلظت اوليه 700 ميلی گرم بر ليتر، متوسط حذف اکريلونيتريل در سيستم زيستی پس از گذشت 46 و 94 ساعت از شروع واکنش، به ترتيب برابر 50% و 6/98% بود، در صورتيکه با اعمال غلظت اوليه 1000 ميلی گرم بر ليتر، ميانگين حذف پس از 46 و 94 ساعت به ترتيب 30% و 40% بوده و با گذشت 118 ساعت از شروع واکنش، غلظت متوسط اکريلونيتريل در نمونه های برداشت شده 580 ميلی گرم بر ليتر بود. نتايج مربوط به جداسازی و شناسايی گونه باکتريايی در شرايط بهينه عملکرد سيستم زيستی حکايت از نقش موثر باسيل گرم منفی متعلق به گروه گاما پروتئوباکتريا (Proteobacteria) تحت عنوان پسودوموناس پوتيدا (Pseudomonas putida) داشت.
نتيجه گيری: تجزيه اکريلونيتريل با استفاده از فرآيندهای زيستی امکانپذير می باشد، حال آنکه کارآيی گونه های مختلف باکتريايی در تجزيه زيستی اين ترکيب متفاوت است. باسيل گرم منفی پسودوموناس پوتيدا به راحتی به محيط دارای اکريلونيتريل تا غلظت 700 ميلی گرم بر ليتر سازگار می شود و از کربن و نيتروژن حاصل از تجزيه آن به منظور رشد و ساختارسازی سلولی می تواند استفاده نمايد. همچنين، اين گونه علاوه بر استفاده مستقيم از اکريلونيتريل، از اکريليک اسيد و آمونياک نيز به ترتيب به عنوان منبع تامين کربن و نيتروژن مورد نياز استفاده می نمايد. بنابراين، انتظار می رود گونه شناسايی شده نقش مهمی در تصفيه فاضلاب واحد ABS صنايع پتروشيمی ايفا نمايد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله کریلونیتریل،تصفیه فاضلاب پتروشیمی،تجزیه زیستی،جداسازی میکروبی،پسودوموناس پوتیدا

عنوان انگلیسی Isolation and identification of an acrylonitrile-degrading bacterial strain from a petrochemical wastewater treatment system activated sludge and its efficiency in acrylonitrile removal
چکیده انگلیسی مقاله

Background and Aim: Acrylonitrile (ACN) is widely used as a main raw material in the Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS) resin-manufacturing units and other industrial and commercial processes. ACN, due to its toxicity, is not easily decomposed by microorganisms. The discharge of improperly treated ACN-containing wastewater into a natural water body may cause serious environmental problems and severe adverse impact on the aquatic ecology. This study attempts to isolate and identify bacteria which utilize ACN as the sole source of carbon and nitrogen from the activated sludge of petrochemical wastewater treatment system. The performance of the isolated strains in treating different initial ACN concentrations was also investigated under aerobic conditions. In addition, the performance of biodegradation and the metabolic intermediates and end-products in the process were determined.

Materials and Methods: Experiments were conducted with three batch reactors, the volume of each one being 250 mL. The activated sludge samples as a microbial seeding were taken from the return sludge line of the aeration tank of the wastewater treatment facility in Tabriz Petrochemical Complex. Phosphate-buffered medium (PBM) was used to make available minerals and trace elements, and ACN was used as the sole carbon and nitrogen source for microbial growth. R2A medium was used to obtain pure colonies, and to identify the isolated strain, Gram staining and microscopic examination followed by biochemical and physiologic analyses using selective media such as O-F glucose, MacConkey agar, TSI agar, EMB and SS agar, nitrate reduction, gelatin liquefaction, lactose fermentation, oxidase, catalase and SIM were used. In the final stage, the performance of biological systems in degrading different initial concentrations of ACN and its intermediate and end-products were investigated.

Results: The findings indicated that when the ACN concentration was 500 mg/L, the average removal efficiency after 46 and 70 h reached 46% and 98%, respectively. But at an initial concentration of 700 mg/L, the removal efficiency of the ACN in the biological system was 50% after 46 h and 98.6% after 94 h . However, when the ACN concentration was increased to 1000 mg/L, the removal efficiency after 46 and 94 h was only 30% and 40%, respectively, and after 118 h of reaction, the remaining concentration of ACN was about 580 mg/L. Furthermore, the results of isolation and identification experiments revealed that at the optimum operation of the biological system the strain belonging to the gamma group of Proteobacteria as Pseudomonas putida had the best ability to degrade ACN.

Conclusion: Biological processes can degrade ACN and the abilities of different bacterial strains in this degradation vary. The rod-shaped Gram-negative P. putida could easily adapt to ACN concentrations up to 700 mg/L and utiliz ACN and its intermediate- and end-products as a carbon and nitrogen source for growth in the process. Thus, this strain is expected to play an important role in aeration tanks for treating ABS resin-manufacturing wastewater.

کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Acrylonitrile,Petrochemical wastewater treatment,Biodegradation,Isolation of bacteria,Pseudomonas putida

نویسندگان مقاله 48121---48122---48123---48124---

نشانی اینترنتی http://sjsph.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-25-138&slc_lang=fa&sid=fa
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده General
نوع مقاله منتشر شده Research
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات