به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « bioremediation » در نشریات گروه « کشاورزی »

  • زکیه عافیت، مریم نوروزپور، محمد رضا ساریخانی*، ناصر علی اصغرزاد

    سنجش فعالیت های آنزیمی، یکی از روش های قابل توجه در زیست پالایی خاک های آلوده به ترکیبات نفتی است، تحریک زیستی، تلقیح زیستی و تلفیق این دو باهم از انواع روش های زیست پالایی مورداستفاده در این آزمایش است. به این منظور، برای کاهش آلودگی نفتای سبک (1%)، در یک خاک لوم شنی، از انواع تیمارهای زیست پالایی شامل تامین عناصر N، P، افزودن کود دامی و سورفاکتانت Tween 80، تلقیح زیستی و تیمار تلفیقی در  طی120 روز  استفاده شد، و در زمان های مختلف (0، 5، 10، 15، 20، 30، 45، 60، 90 و 120 روز) فعالیت آنزیم های دهیدروژناز (DHA) و لیپاز اندازه گیری شد. این آزمایش به صورت طرح فاکتوریل اسپلیت پلات (شامل فاکتور آلودگی، زیست پالایی و زمان) با در نظر گرفتن سه تکرار در گلدان های سه کیلوگرمی انجام شد. نتایج به دست آمده از آزمایش نشان داد که تیمارهای زیست پالایی منجر به کاهش آلاینده های نفتی شد، همین طور فعالیت دهیدروژناز از ابتدای آزمایش روند کاملا نزولی داشت، و تغییرات فعالیت لیپاز در خاک آلوده، تا روز 10 افزایش یافت، از روز 10 تا 15 اندکی کم شد و سپس تا روز 60 با نوسانات جزئی پیش رفت و دوباره از روز 60 کاهش یافت. فعالیت دهیدروژناز در تیمار کود گاوی در طول آزمایش از 3/39 به 0/35 (μg TPF g-1 h-1)  و فعالیت لیپاز در تیمار تلفیقی، از (mU g-1) 57 در روز 10ام  به (mU g-1)  33/56 در روز 120 رسید. به نظر، استفاده از تیمارهای تلفیقی و کود گاوی علاوه برافزایش جمعیت میکروبی موثر در تجزیه ترکیبات نفتی و تامین شرایط بهینه برای فعالیت آن ها، روشی مناسب برای کاهش آلودگی ناشی از نفتای سبک باشد.

    کلید واژگان: آلودگی نفتی, تحریک زیستی, تلقیح زیستی, زیست پالایی, فعالیت آنزیمی}
    Zakieh Afiat, Maryam Norozpoor, Mohammadreza Sarikhani *, Nasser Aliasgharzad

    Enzyme activity measurement is one of the significant methods in the bioremediation of soils contaminated with petroleum compounds. Biostimulation, bioaugmentation and their integration are among the types of bioremediation methods used in this experiment. For this purpose, to reduce light naphtha pollution (1%) in a sandy loam soil, a variety of bioremediation treatments, including providing NP elements, adding cow manure and Tween 80 surfactant, bioaugmentation, and integrated treatment were used. This experiment was carried out in a pot (containing 3 kg soil) based on split plot factorial design (pollution factor, bioremediation factor and time) with 3 replications, at room temperature, for 120 days. On days 0, 5, 10, 15, 30, 45, 60, 90 and 120, subsamples were taken from each pot to measure the activity of dehydrogenase and lipase enzymes. The results of the experiment showed that bioremediation treatments led to the reduction of oil pollutants. Likewise, dehydrogenase activity had a completely downward trend from the beginning of the experiment, and the changes of lipase activity in contaminated soil increased until day 10, decreased slightly from day 10 to 15, then, progressed with slight fluctuations until day 60 and decreased again from day 60 onward. Dehydrogenase activity changes in cow manure treatment during the experiment was from 3.39 to 0.35 (μg TPF g-1 h-1), and lipase activity in integrated treatment dropped from 57 to 33.56 (mU g-1). In addition to increasing the active microbial population involved in the decomposition of petroleum compounds and providing optimal conditions for their activity, the use of integrated treatments and cow manure is a suitable method to reduce the concentration of light naphtha.

    Keywords: Bioaugmentation, Bioremediation, Biostimulation, Enzyme Activity, Petroleum Pollution}
  • مریم نوروزپور، محمدرضا ساریخانی*، ناصر علی اصغر زاد

    برای آگاهی از وضعیت آلودگی خاک به ترکیبات نفتی و پایش تغییرات آن، استفاده و سنجش فعالیت آنزیمی یکی از روش های مورد توجه است. بدین منظور برای کاهش آلودگی نفتای سنگین (7%) در یک خاک لوم شنی آلوده، انواع تیمارهای زیست پالایی از جمله تحریک زیستی (شامل تامین عناصر NP، افزودن کود دامی و سورفاکتانت Tween 80)، تیمار تلقیح زیستی (استفاده از کنسرسیوم باکتری های کارآمد) و تیمار تلفیقی (شامل همه تیمارهای تحریک زیستی و تلقیح زیستی) مورد آزمایش قرار گرفت. بعد از اجرای آزمایش در زمان های مختلف فعالیت آنزیم های دهیدروژناز و لیپاز اندازه گیری شد. آزمایش به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات با در نظر گرفتن 3 تکرار در گلدان های 3 کیلوگرمی انجام شد. نتایج نشان داد در مدت زمان آزمایش، تیمارهای زیست پالایی باعث کاهش آلودگی نفتای سنگین شدند و بیشترین مقدار حذف این ماه به میزان 81% در تیمار تلفیقی به دست آمد. همچنین آلودگی، فعالیت آنزیمی خاک را تحت تاثیر قرار داد به طوری که فعالیت آنزیم دهیدروژناز و لیپاز در همه تیمارهای زیست پالایی روند کاهشی از خود نشان داد. آنزیم دهیدروژناز در تیمار کود گاوی در مدت زمان آزمایش از 67/1 به 59/0 (μg TPF/g.h) رسید و آنزیم لیپاز در تیمار تلفیقی در مدت زمان آزمایش از 82/33 به 24/26 (mU/g) رسید. از میان تیمارهای زیست پالایی، تیمار کود گاوی و تیمار تلفیقی نسبت به تیمار تحریک زیستی و تلقیح زیستی تاثیر بیشتری در حذف آلودگی نفتای سنگین داشتند. بکارگیری تیمارهای فوق با فراهم سازی شرایط بهینه غذایی، رطوبتی و تهویه ای ضمن تشدید فعالیت میکروارگانیسم های بومی خاک قادر به حذف بیشتر نفتای سنگین بودند.

    کلید واژگان: تحریک زیستی, دهیدروژناز, زیست پالایی, لیپاز, نفتای سنگین}
    Maryam Norozpour, Mohammad Reza Sarikhani *, Nasser Aliasgharzad
    Background and objectives

    Oil contamination can be treated by physical, chemical and biological approaches. The first two methods have limitations such as high costs, inefficacy and altering natural ecosystem. Today, biological treatment is a more interesting process to remove petroleum contamination. Bioremediation is a technique in which biological systems such as microorganisms are applied to degrade or transform harmful chemicals. In recent years, employing hydrocarbon degrading bacteria to cleaning a petroleum contaminated soil has become a prevalent, efficient and cost effective technique that converts toxic wastes to non-toxic end products. Soil contamination with oil compounds such as heavy naphtha can threaten soil, environmental and human health. In bioremediation process, soil microorganisms use these hydrocarbons as a carbon source and, while making a microbial biomass, play a role in its decomposition and conversion to carbon dioxide. Furthermore, this type of contamination can affect soil microbial population and its enzyme activity. Soil microbiome, in turn, has effect on this contamination using relevant enzymes. Application and comparison of various bioremediation methods such as biostimulation, bioaugmentation and integrated treatment were the main aims of this study to bio-remove heavy naphtha from contaminated soil. Moreover, mmonitoring of soil enzyme activity changes (including dehydrogenase and lipase) in this condition under different bioremediation treatments was another goal of this research. For this purpose, in a heavy naphtha-contaminated sandy loam, a variety of bioremediation treatments, including biostimulation (including supply of nitrogen and phosphorus elements, addition of manure and Tween 80), bioaugmentation treatment (using a consortium of efficient bacteria) and integrated treatment (including all biostimulation and bioaugmentation treatments together) were tested.

    Methodology

    In this study, a sandy loam soil was used. Heavy naphtha was applied at a rate of 7% V/W to soil samples and various bioremediation treatments were performed as mentioned above. This experiment was carried out in a pot scale (containing 3 kg soil) based on split plot factorial design (pollution factor, bioremediation factor and time) with 3 replications, at room temperature for 120 days. During the experiment, the pots were aerated once a week and the soil moisture content was adjusted to 70-80% (W/W) of the soil water holding capacity twice a week. For bioaugmentation of bacterial isolates, a bacterial suspension (108 cfu mL-1) having a consortium of Arthrobacter sp. COD2-3, Stenotrophomonas nitritireducens COD5-6، Stenotrophomonas asidamainiphila COD1-1 with a ratio of 5% V/W were used. In biostimulation treatment, cow manure with 5% W/W was used. In NP treatment, N and P elements from ammonium nitrate and potassium phosphate (K2HPO4), were used with a ratio of 20:5:1 (C: N: P), considering soil organic carbon. Tween 80 as surfactant in the relevant treatments, was used at a rate of 0.3% V/W. In the integrated treatment, all the mentioned treatments were used together. On days 0, 5, 10, 15, 30, 45, 60, 90 and 120, subsamples were taken from each pot to measure the activity of dehydrogenase and lipase enzymes.

    Findings

    The results showed that during the experiment, bioremediation treatments reduced heavy naphtha contamination and the highest value for removal rate of this compound was 81% in the integrated treatment. Contamination also affected the enzymatic activity of soil so that the activity of dehydrogenase and lipase in all bioremediation treatments showed a decreasing trend. Dehydrogenase enzyme activity in cow manure treatment decreased from 1.67 to 0.59 (μg TPF g-1 h-1) and activity of soil lipase enzyme decreased from 33.82 to 26.24 (mU g-1) in the integrated treatment during the experiment. Among the bioremediation treatments, cow manure and integrated treatment had a greater effect on the elimination of heavy naphtha contamination than other treatments (p <0.01). It seems that the use of the above treatments were able to remove more heavy naphtha by providing optimal nutritional, moisture and aeration conditions while intensifying the activity of soil microorganisms.

    Conclusion

    In this study, to reduce heavy naphtha contamination in the soil, bioremediation treatments including biostimulation, bioaugmentation and integrated approaches were used. According to the results of changes in dehydrogenase and lipase activity in naphtha-contaminated soil, each treatment was able to reduce contamination individually, while the integrated treatment was both biostimulatory and bioenhancing treatments. However, in the integrated treatment, the efficiency of bioremediation process was higher, due to the simultaneous use of biostimulation and bioaugmentation treatments. The use of integrated treatment in soils contaminated with petroleum compounds, including heavy naphtha, can help to biologically eliminate these contaminants.

    Keywords: Bioremediation, Biostimulation, Dehydrogenase, Heavy Naphtha, Lipase}
  • کامیار امیرحسینی*، حسینعلی علیخانی
    پریفایتون، جامعه زیستی پیچیده ای مشتمل بر ریزجانداران و موجودات زنده مختلف و متعلق به گروه های فیزیولوژیک مختلف است که به انواع بسترهای معلق در بوم سازگان های غرقاب متصل می شود. لایه های زیستی پریفایتیک، نقشی کلیدی در پویایی بوم سازگان های غرقاب ایفا می نمایند و از ظرفیت قابل توجهی در آلاینده زدایی برخوردارند. در مقاله پیش رو، جوانب مختلف مربوط به قابلیت های بیوفیلم های پریفایتیک در حذف برخی از کلیدی ترین آلاینده های زیست محیطی، همچون آلاینده های آلی و دارو های شیمیایی، فلزات سنگین، میکروپلاستیک ها و نیز عناصر غذایی، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در این مقاله، سازوکارهای مختلف بکار گرفته شده توسط جوامع پریفایتیک برای حذف آلاینده های مختلف، به شیوه ای منسجم ارایه شده است. مطالعه مروری حاضر سعی دارد تا با ارایه یافته های پژوهش های اخیر در قالب محتوای علمی و کاربردی، تشریح چالش های متداول در استفاده زیست فناورانه از پریفایتون و نیز ارایه برخی از مهم ترین محورهای پژوهشی برای تحقیقات آینده، در راستای افزایش دانش پیرامون بهره وری و نیز توسعه فنون نوین زیست پالایی مبتنی بر پریفایتون مثمر ثمر واقع شود. کاربرد پریفایتون به منظور حذف آلاینده ها، در راستای تازه ترین جهت گیری ها در گفتمان های مربوط به فناوری های زیست پالایی پیرامون بهره مندی از ظرفیت های کنسرسیوم های میکروبی در مقابل استفاده از سویه های میکروبی منفرد قرار دارد. در این مقوله، نتایج بدست آمده از پژوهش ها نشان داده است که حضور توام چندین گروه میکربی در یک جامعه زیستی مانند پریفایتون، با افزایش مقاومت ریزجانداران در برابر انواع شرایط محیطی نامساعد و نیز افزایش ظرفیت آلاینده زدایی در جامعه زیستی همراه است. بر اساس مطالعات ارایه شده در این مقاله، جوامع زیستی پریفایتیک قادر هستند تا از طریق سازوکارهای مختلف، نسبت به تغییر و تبدیل و نیز تجزیه زیستی دامنه گسترده ای از آلاینده ها عمل کنند.
    کلید واژگان: آلاینده زدایی, آلودگی محیط زیست, بیوفیلم, پریفایتون, زیست پالایی}
    Kamyar Amirhosseini *, Hossein Ali Alikhani
    Periphyton is a complex biological community comprising microorganisms and organisms from different physiological groups that collectively attach to various submerged surfaces in wetland ecosystems. Periphytic biofilms play a critical role in the wetland ecosystem’s dynamicity and possess a considerable capacity for decontamination. The following article examines the various aspects of periphytic biofilms’ capacity for removing some of the most critical environmental pollutants, including organic pollutants, pharmaceuticals, heavy metals, microplastics, and excess nutrients. The paper provides comprehensive discussions on the critical pollutant removal mechanisms employed by the periphytic communities. Additionally, the paper endeavors to contribute to the available knowledge regarding utilizing and developing periphyton-derived bioremediation technologies by presenting the most recent research findings, discussing common challenges in periphyton’s biotechnological application, and delineating crucial research gaps to postulate future research questions. Applying periphyton in pollutant removal aligns with the most recent paradigm of bioremediation technologies advocating the use of microbial consortia instead of single microbial species. In this regard, research results convey that the simultaneous presence of multiple microbial groups together in a biological community (such as periphyton) increases the microorganisms’ resistance to unfavorable environmental conditions and enhances the biological community’s capacity for decontamination. Based on the studies presented in this article, periphytic biological communities can employ different mechanisms to transform and biodegrade a wide array of pollutants.
    Keywords: biofilm, bioremediation, decontamination, Environmental Pollution, Periphyton}
  • E.R. Faizulina *, L.G. Tatarkina, S.A. Aitkeldiyeva, G.A. Spankulova, G.B. Baimakhanova, I.E. Smirnova, K. Ashimuly, S.T. Daugaliyeva

    The oil-oxidizing 1/8an strain was isolated from the oil-contaminated soil in the Atyrau region, Kazakhstan. Based on the analysis of 16S rRNA sequences, the strain was identified as Pusillimonas thiosulfatoxidans. The strain effectively decomposed crude oil at 10 and 30 ℃ and showed the ability to degrade oil at 50 ℃. Gas chromatographic analysis showed that the strain degraded medium- and long-chain n-alkanes. The strain degraded oil in high salinity (up to 10%). The study of the influence of the medium's pH on oil degradation showed that the strain degraded oil in both acidic (pH 5) and alkaline (pH 9) environments. The strain degraded both light and heavy oils. Thus, the P. thiosulfatoxidans 1/8an strain can be used in the bioremediation of oil-contaminated soils under extreme conditions.

    Keywords: Bioremediation, Biodegradation, Oil-oxidizing microorganisms, Oil, Temperature, Salinity}
  • Nussupov A. Aidarzhanovich *, Yessimsiitova Z. Bekturovna, Abdreshov S. Nauryzbaevish, Nurjan Beisenbayuly, Sadykova N. Alaldunkyzy, Mukhitdinov Azamat, Ablaikhanova Nurzhaniyat, Lesova Z. Tureevna

    As environmental challenges continue to escalate, the need for innovative and effective solutions is paramount. This paper presents a comprehensive study at the intersection of biotechnology and mathematical analysis, aiming to address environmental management issues with a novel and integrated approach. Our research focuses on the development of cutting-edge strategies that harness the power of biotechnology while employing mathematical modelling and analysis for optimization and prediction. The novelty of our work lies in its interdisciplinary nature, bridging the gap between biotechnology and mathematics to tackle complex environmental problems. We begin by examining bioremediation techniques, particularly the use of microorganisms, to remediate contaminated sites. Mathematical models allow for the optimization of bioremediation processes, enabling faster and more cost-effective cleanup of polluted sites. In the realm of wastewater treatment, our study incorporates biotechnological advancements for optimal pollutant removal and resource recovery. Furthermore, we explore the potential of genetically modified organisms (GMOs) in environmental management, demonstrating the power of combining biotechnology with mathematical analysis to develop tailored solutions for environmental challenges. This paper highlights the synergistic relationship between biotechnology and mathematical analysis in the context of environmental management. Our research not only provides novel insights into the optimization and prediction of biotechnological processes but also offers sustainable solutions for environmental remediation and conservation. Our study presents promising numerical results, indicating substantial enhancements in pollutant removal efficiency, resource recovery, and the overall sustainability of environmental management. These findings demonstrate the transformative potential of our integrated approach, providing tangible evidence of its real-world impact on environmental challenges.

    Keywords: Bioremediation, biotechnology, Environmental management, Mathematical analysis, Modeling, Sustainability, Vermicompost}
  • مریم نوروزپور، محمدرضا ساریخانی*، ناصر علی اصغر زاد

    آلودگی خاک به ترکیبات نفتی مانند نفتای سنگین می تواند سلامت خاک، محیط زیست و انسان را تهدید کند. در روش زیست پالایی، ریزجانداران خاک از این هیدروکربن ها به عنوان منبع کربن استفاده نموده و ضمن ساخت زیتوده میکروبی، در تجزیه آن و تبدیل آن به دی اکسیدکربن نقش دارند. بدین منظور در یک خاک لوم شنی آلوده به نفتای سنگین (7%)، برای کاهش آلودگی، انواع تیمارهای زیست پالایی از جمله تحریک زیستی (شامل تامین عناصر نیتروژن-فسفر، افزودن کود دامی و سورفکتانت تویین 80)، تیمار تلقیح زیستی (استفاده از کنسرسیوم باکتری های کارآمد) و تیمار تلفیقی (شامل همه تیمارهای تحریک زیستی و تلقیح زیستی) مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات (فاکتور آلودگی، فاکتور زیست پالایی و زمان) با در نظر گرفتن 3 تکرار در گلدان های 3 کیلوگرمی انجام شد. پس از انجام آزمایش در زمان های مختلف (0، 5، 10، 15، 20، 30، 45، 60، 90 و 120 روز)، میزان تنفس پایه و برانگیخته اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تیمارهای زیست پالایی باعث کاهش آلودگی نفتای سنگین شدند، همچنین آلودگی فعالیت میکروبی خاک را تحت تاثیر قرار داد، به طوری که تنفس پایه و برانگیخته در همه تیمارهای زیست پالایی در روزهای ابتدایی افزایش یافت ولی با گذشت زمان به دلیل کاهش منبع کربن و همچنین کاهش عناصر غذایی خاک، کاهش پیدا کرد. به گونه ای که میزان تنفس پایه و تنفس برانگیخته در تیمار تلفیقی در مدت زمان آزمایش به ترتیب از 67/0 به  53/0 و از 30/3 به 73/2  (mg CO2  g-1 h-1) کاهش یافت. همچنین اندازه گیری میزان ترکیبات نفتی قبل و بعد از تیمارهای زیست پالایی نشان داد که 81% از نفتای سنگین توسط تیمار تلفیقی تجزیه شد. از میان تیمارهای زیست پالایی در سطح احتمال (p<0.01) تیمار تلفیقی نسبت به تیمار تحریک زیستی و تلقیح زیستی تاثیر بیشتری در حذف آلودگی نفتای سنگین داشت. به نظر استفاده از شیوه های تلفیقی علاوه بر بالا بردن جمعیت میکروبی فعال درگیر در تجزیه ترکیبات نفتی و تامین شرایط بهینه برای فعالیت آنها، همچنین تحریک جمعیت میکروبی بومی خاک، روشی مناسب برای حذف ترکیبات نفتی باشد.

    کلید واژگان: تحریک زیستی, تلقیح زیستی, تنفس برانگیخته, تنفس پایه, زیست پالایی, سورفکتانت, نفتای سنگین}
    Maryam Norozpour, MohammadReza Sarikhani *, Nasser Aliasgharzad
    Background and objectives

    Petroleum contamination is treated by physical, chemical and biological approaches. The first two methods have limitations such as high costs, inefficacy and altering natural ecosystem. Today, biological treatment is a more interesting process to remove petroleum contamination. Bioremediation is a technique in which biological systems such as microorganisms are applied to destroy or transform (degrade) harmful chemicals. In recent years, employing hydrocarbon degrading bacteria to clean a petroleum contaminated soil has become a prevalent, efficient and economical technique that converts toxic wastes to non-toxic end products. This technique has reduced the harmful effects on health and ecology. Soil contamination with petroleum compounds such as heavy naphtha can threaten soil, environmental and human health. In bioremediation process, soil microorganisms use these hydrocarbons as a carbon source and, while making a microbial biomass, play a role in its decomposition and conversion to carbon dioxide. Bioremediation methods include biostimulation and bioaugmentation, which are promising methods for treating oil pollution. Application and comparison of various bioremediation methods such as biostimulation, bioaugmentation and integrated treatment was the main aim of this study to bio-remove heavy naphtha from contaminated soil. For this purpose, in a heavy naphtha-contaminated sandy loam, a variety of bioremediation treatments, including biostimulation (including supply of nitrogen-phosphorus elements, addition of manure and Tween 80 surfactant), bioaugmentation treatment (using a consortium of efficient bacteria) and integrated treatment (including all biostimulation and bioaugmentation treatments) were tested.

    Methodology

    In this experiment, sandy loam soil was used. Heavy naphtha contamination was applied at a rate of 7% in soil samples and various bioremediation treatments were performed as mentioned above. This experiment was carried out in a pot scale (3 kg pots) based on split plot factorial design (pollution factor, bioremediation factor and time) with 3 replications, at room temperature for 120 days. During the experiment, the pots were aerated once a week and the soil moisture content was adjusted to 70-80% of the soil water holding capacity twice a week. For bioaugmentation of bacterial isolates, a consortium of Arthrobacter sp. COD2-3, Stenotrophomonas nitritireducens COD5-6، Stenotrophomonas asidamainiphila COD1-1 with a ratio of 5% V/W were used. In biostimulation treatment, cow manure with 5% W/W ratio was used. In NP treatment, which was related to the supply of nitrogen and phosphorus elements, N and P elements from sources of ammonium nitrate and potassium phosphate with a ratio of 20:5:1 (C: N: P) were used. Also, to use Tween 80 surfactant in the relevant treatments, a rate of 0.3% V/W was used. In the integrated treatment, all the mentioned treatments were used together to remediate oil contamination. On days 0, 5, 10, 15, 30, 45, 60, 90 and 120, samples were taken from each pot to measure the biological activity of basal respiration (BR) and substrarte-induced respiration (SIR).

    Findings

    The results showed that the bioremediation treatments reduced heavy naphtha contamination. Contamination also affected soil microbial activity, so that BR and SIR increased in all bioremediation treatments in the early days, but over time they decreased, due to the reduction of carbon source and also the reduction of soil nutrients. The amount of BR and SIR in the combined treatment changed from 0.67 to 0.53 and 3.30 to 2.73 (mg CO2 g-1 h-1), respectively. Also, the amount of petroleum compounds before and after bioremediation treatments showed that 81% of heavy naphtha was decomposed by the integrated treatment. Among the bioremediation treatments, the integrated treatment had a greater effect on the elimination of heavy naphtha contamination than the biostimulation and bioaugmentation treatments (p <0.01). The use of integrated methods not only increases the active population of microorganisms in the decomposition of petroleum compounds and provides optimal conditions for their activity, but also stimulates the native population of microorganisms and is convenient for removing petroleum compounds. It seems to be a good method.

    Conclusion

    According to the microbial respiration results in naphtha-contaminated soil, each treatment was able to reduce contamination on its own, while the integrated treatment was biostimulatory and bioenhancing treatment. However, in the integrated treatment, the efficiency of bioremediation process was higher, due to the simultaneous use of biostimulation and bioaugmentation treatments. The use of integrated treatment in places contaminated with petroleum compounds, including heavy naphtha, can help to biologically eliminate these contaminants.

    Keywords: Biostimulation, Bioaugmentation, Microbial respiration, Bioremediation, Heavy Naphtha}
  • بهزاد شکوه، ایمان سوری نژاد، زهرا قاسمی*

    اهمیت گونه های حرا در دنیا غیر قابل انکار است و کاشت مصنوعی حرا یک راه حل مطلوب در راستای حفاظت از گونه های حرا است. درختان حرا خدمات اکولوژیک حیاتی به ما ارایه می دهند و یکی از اصلی ترین ویژگی های آنها، پالایش زیستی فلزات سنگین است. در تحقیق حاضر اثرات کاشت درختان حرا در پارک ولایت بندرعباس بر آلودگی، جذب و ریسک اکولوژیک فلزات سنگین آرسنیک، مس، آهن، نیکل، سرب، وانادیوم و روی در رسوبات سطحی آن منطقه بررسی شد. بر این اساس، 30  نمونه رسوب از دو منطقه نمونه برداری موازی دارای حرا و فاقد حرا تهیه شد و هر منطقه نمونه برداری شامل بخش های بالا، میانه و پایین بود. در آزمایشگاه نمونه ها پس از خشک شدن توسط آون با الک 63 میکرونی الک و در محلول هیدروکلریک اسید و نیتریک اسید هضم شدند. غلظت فلزات سنگین آرسنیک، مس، آهن، نیکل، سرب، وانادیوم و روی توسط دستگاه ICP مشخص گردید. فاکتورهای مورد بررسی، ریسک اکولوژیک خطرناکی را برای آرسنیک و سرب نشان دادند که ریسک بالاتری در نمونه های بدون حرا مشاهده شد. مقایسه نتایج با سطوح راهنمای رسوب و دیگر مطالعات غلظت خطرناک آرسنیک را نشان دادند. ضرایب همبستگی پیرسون نشان داد که حرای مصنوعی تاثیر معنی داری بر الگوی جذب فلزات سنگین داشته است (p-Value < 0.05). آنالیز مولفه های اصلی (PCA) نشان داد که آرسنیک و سرب غالبا از نشت محصولات نفتی و پساب های صنعتی منشاء می گیرند درحالیکه مس، آهن، نیکل، وانادیوم و روی غالبا منشاء طبیعی و زمین شناسی دارند.

    کلید واژگان: آلودگی, فلزات سنگین, پالایش زیستی, حرا, رسوبات}
    Behzad Shokouh, Iman Sourinejad, Zahra Ghasemi*

    The significance of mangrove species in the world is undeniable and planting artificial mangrove forests is a desirable solution to preserve mangroves. The mangroves provide us with superior ecological services and one of their main services is the bioremediation of heavy metals. Hence, this study aimed to assess the effects of artificial mangroves of Velayat Park of Bandar Abbas on the contamination, adsorption pattern and ecological risk of heavy metals in the sediment samples. Thirty samples were collected from two paralleled sampling sections included those without mangroves and containing mangroves. Each sampling area consisted of upper, middle and lower sections. After drying samples using an oven, the dried sediments were sieved by a 63-micrometer sieve and digested by nitric and hydrochloric acid mixture. The concentration of As, Cu, Fe, Ni, Pb, V, and Zn was determined using ICP. The studied factors suggested a high level of ecological risk for as and Pb and the highest risk was observed in the samples without mangroves and a lower risk was reported for samples containing mangroves. Comparing the results with sediment quality guidelines and other studies indicated a dangerous concentration of As. Pearson correlation coefficient values exhibited that artificial mangroves have significantly affected the adsorption pattern of heavy metals (p-Value < 0.05). The principal component analysis (PCA) showed that As and Pb are dominantly derived from oil products leakages and industrial sewages while Cu, Fe, Ni, V and Zn are predominantly derived from natural and geological sources.

    Keywords: Pollution, Heavy Metals, Bioremediation, Mangroves, Sediments}
  • M. Ameri*, R.A. Khavari-Nejad, N. Soltani, F. Najafi, A. Bagheri, M. Seyedabadi

    Aluminum (Al) is a major concern in acidic environments as it can lead to the accumulation of reactive oxygen species (ROS), which induce oxidative stress in the host. Assessment of Al-resistant microorganisms can help scientists to discover their mechanisms and improve bioremediation techniques. The present study aimed to characterize Al-resistant microalgae by screening industrial wastewater microorganisms. The microalgae were treated with 0, 10, and 100 µM Al. Then, H2O2, malondialdehyde (MDA), catalase (CAT), and peroxidase (POX) values were measured. In addition, the effects of time (30-300 min), Al concentration (0-370 µM), and pH (4.0-6.5) on Al removal were investigated using the design-expert software. The efficiency of various biosorbents in Al removal was also evaluated in the optimal conditions of the final experiment. According to the results, Scenedesmus sp. was the most resistant microalgae and produced more biomass at 100 µM. Moreover, the POX and CAT activities of Scenedesmus sp. were increased by the high Al concentrations. In optimum conditions (81.60 µM Al, pH 5.8, 45 minutes), free cells (without modifications) were effective in Al biosorption (93.56%).

    Keywords: Aluminum, Antioxidant, Bioremediation, Scenedesmus, Oxidative stress}
  • نقشینه یاری نیلاوره، علی بهشتی آل آقا*، مهین کرمی، مرضیه صادقی

    آلودگی خاک با هیدروکربن های نفتی یک مشکل زیست محیطی مهم است. روش های فیزیکی و شیمیایی متعددی برای مقابله با آلودگی های نفتی در خاک وجود دارد. گیاه پالایی یک فناوری نسبتا نوین پالایش خاک های آلوده است که در آن از گیاهان مقاوم و مناسب جهت حذف یا کاهش غلظت آلاینده ها از محیط زیست استفاده می شود. در این پژوهش، خاک آلوده به هیدروکربن های نفتی از اطراف چاه های استخراج نفت غرب استان کرمانشاه برداشت شد. محل نمونه-برداری خاک غیر آلوده کم ترین فاصله را با محل نمونه برداری خاک آلوده داشت. پس از تعیین مقدار کل هیدروکربن های نفتی در خاک های آلوده، خاک های آلوده با خاک غیر آلوده در 4 نسبت وزنی مختلف (صفر، 10، 25 و 35 درصد آلودگی) با یکدیگر مخلوط شدند. سپس بذر 6 گیاه مختلف (جو، چمن، یونجه، شاهدانه، گاودانه و کاملینا) در 3 تکرار در گلدان ها کشت شدند. پس از اتمام دوره کشت، گیاهان برداشت و برخی ویژگی های فیزیولوژیک گیاهان و همچنین درصد کاهش هیدروکربن های نفتی در خاک اندازه گیری شدند. به طورکلی رشد اکثر گیاهان روند کاهشی متناسب با افزایش میزان آلودگی خاک از خود نشان داد، اما این کاهش رشد در گیاهان مختلف، متفاوت بود. گیاه کاملینا اگرچه قادر به جوانه زنی در خاک های آلوده به هیدروکربن های نفتی بود اما وجود این آلاینده ها در خاک مانع از رشد و عملکرد مناسب گیاه شد، بنابراین استفاده از آن در مطالعات بعدی گیاه پالایی خاک های آلوده به نفت، توصیه نمی شود. طبق نتایج مقایسه میانگین-ها، درصد هیدروکربن های نفتی در تیمارهای کشت شده، تفاوت آماری معنی داری با تیمار بدون کشت نداشت و از آنجایی که کل خاک های مورد بررسی استریل نشده و دارای باکتری های بومی بودند پس احتمالا تجزیه و حذف هیدروکربن ها توسط باکتری های بومی موجود در خاک صورت گرفته است. از این رو احتمال می رود که تقویت باکتری های بومی در این گونه خاک ها باعث افزایش تجزیه و تخریب هیدروکربن های نفتی شود.

    کلید واژگان: آلاینده, چمن, زیست پالایی, گیاه پالایی, نفت, یونجه}
    Naghshineh Yari Nilavareh, Ali Beheshti Ale Agha *, Mahin Karami, Marzieh Sadeghi
    Introduction

    Crude oil is a complex combination of many hydrocarbon and non-hydrocarbon compounds, including heavy metals, which affect the physical and chemical properties of the soil, cause the soil particles to stick and connect and then cause the soil to become stiff and impenetrable. Contamination of soil with petroleum hydrocarbons is a significant environmental problem, which has received remarkable attention in recent decades. Petroleum hydrocarbons are resistant and hazardous pollutants. Some petroleum hydrocarbons such as benzene are mutagenic and carcinogenic materials for humans. There are many physical and chemical methods to remediate oil-contaminated soils. Phytoremediation is a relatively new technology for refining contaminated soils in which resistant plants are used to remove or reduce the concentration of inorganic, radioactive, and organic pollutants, especially petroleum compounds, from the environment.

    Materials and Methods

    Sufficient amounts of about 50 kg of soil contaminated with petroleum hydrocarbons were collected from regions (0-30 cm soil depth) adjacent to the oil wells west of Kermanshah province. Uncontaminated soil samples were also taken from sites at the lowest distance to the contaminated sites. The aim of this study was to compare the efficiency of different plants to remove total petroleum hydrocarbons from oilfield soils. In this study, after determining the total amount of petroleum hydrocarbons, the contaminated and uncontaminated soils were mixed in 4 treatments with different weight ratios (0, 10, 25, and 35%). This experiment was established as completely randomized design with 3 replications for 6 different plants (Barley, Grass, Alfalfa, Hemp, Camelina, and Vicia ervilia). One treatment without plant was considered to remove soil matrix effects on petroleum hydrocarbon concentrations. Plants were harvested at the end of their growing season (90-120 days). Soils and plant samples from the experimental pots were analyzed for their important properties (including some physiological characteristics of the plants, as well as the percentage of reduced petroleum hydrocarbons in the soils). The gravimetric method was used to determine the concentration of petroleum hydrocarbons in the soil. After measuring the properties of the soil and plant, the normality of the data was checked by the Anderson–Darling test, and the homogeneity of the variance of the treatments was checked by using Levene's test. Analysis of data variance was done using ANOVA and average data comparison was done using LSD test at 5 and 1 percent probability levels (SAS 9.4 and SPSS 26).

    Results and Discussion

    In general, the growth of most plants showed a decreasing trend in proportion to the increase in soil pollution levels. However, the growth decline rates of different plants were not similar. Camelina was very sensitive to oil pollution and the plant could not tolerate pollution even at 10% level. After camelina, alfalfa was highly sensitive to oil pollution. The highest dry weight of the aerial parts of the hemp plant in the soil without oil contamination was observed at the rate of 111.22 grams in the pot. The leaf area of all studied plants in contaminated soils decreased compared to the control treatment (without contamination) so with the increase in the percentage of contamination, the leaf area of the plants was significantly reduced. The highest amount of leaf surface was observed in unpolluted soil and in the hemp plant. Except for the Camelina plant, which was completely destroyed at different levels of pollution, the rest of the plants showed a noticeable decrease in growth. The total petroleum hydrocarbons in soil were measured again 120 days after the start of cultivation, and its difference with the total amount of petroleum hydrocarbons at the beginning of cultivation was determined as the reduction of petroleum hydrocarbons and reported as a percentage. According to the mean comparison results, the percentage of reduced petroleum hydrocarbons was not significantly different among cultivated and non-cultivated treatments, although, it was significantly affected by soil pollution levels. Since all the studied soils contained natural bacteria and were not sterilized, the eliminated part of petroleum hydrocarbons is probably decomposed and removed by native bacteria in the soils. Therefore, the strengthening of native bacteria in these soils may increase the decomposition and degradation of petroleum hydrocarbons.

    Conclusion

    The results of this research show that the presence of petroleum hydrocarbons in the soil caused a decrease in growth and other physiological characteristics in all studied plants. Although the Camelina was able to germinate in soils contaminated with petroleum hydrocarbons, the presence of these pollutants in the soil prevented the optimum growth of the plant, so its use in subsequent studies of phytoremediation of oil-contaminated soils, was not recommended. The results showed that there is no statistically significant difference between cultivated and non-cultivated treatments at different pollution levels, and the reduction of the total petroleum hydrocarbons in the soil was probably done by native microorganisms in the soil. It is recommended to take into consideration the efficiency of the plant species used, the type of polluting hydrocarbons, and the duration of contamination in future research to obtain better results.

    Keywords: Alfalfa, Bioremediation, Grass, Oil, phytoremediation, pollutants}
  • صدیقه میرزاوند، میلاد آئینی*، حسین میرزایی نجفقلی، حسین موذن رضا محله

    خاک های آلوده می توانند به وسیله میکروارگانیسم های مختلفی مانند باکتری ها تیمار شوند. این میکروارگانیسم ها هم می توانند آلودگی ها را بر طرف کنند و هم در فرآیند مهار زیستی عمل نمایند. به طور کلی، مهار زیستی روش سازگار با محیط با استفاده از میکروارگانیسم هایی مانند قارچ ها، باکتری ها و ویروس هاست که می تواند از طریق مکانیسم های مختلفی از قبیل رقابت ، پارازیتیسم ، آنتی بیوزیست و القای مقاومت عمل نماید. این تحقیق با هدف بررسی توان باکتری های موثر در فرآیند زیست پالایی و قابلیت مهار زیستی آن ها در مقابل بیمارگرهای قارچی مهم نیشکر انجام شد. برای دستیابی به این هدف، سویه های باکتریایی شناسایی شده قبلی از جمله Brucella sp. (66A, 44A,65A) و Pseudomonas putida 10A، Ensifer adhaerens 20m، Pseudomonas aeruginosa 15A و Stenotrophomonas sp. 22A با توانایی زیست پالایی علف کش های آترازین و متریبوزین در برابر قارچ های Thielaviopsis ethacetica، Cytospora sacchari، Fusarium proliferatum، Bipolaris drechslera، Curvularia sp.، Alternaria sp.، و Nigrospora sp. ارزیابی شدند. آزمایش با استفاده از روش کشت دوگانه در طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در شرایط آزمایشگاهی انجام شد .قطر بازداری از رشد باکتری ها و درصد مهار رشد قارچ ها به ترتیب محاسبه شدند. در بررسی خاصیت مهار زیستی جدایه های باکتریایی علیه برخی قارچ های نیشکر، بیشترین بازدارندگی رشد قارچهای ethacetica Thielaviopsis، Curvularia و Alternaria توسط جدایه15A P. aeruginosa و قارچ Cytospora sacchari توسط جدایه Stenotrophomonas sp. 22A و در قارچ proliferatum Fusarium توسط جدایه هایsp. 22A Stenotrophomonas و Brucella sp. 65A مشاهده شد. همچنین بیشترین بازدارندگی رشد drechslera Bipolaris توسط دو جدایه Brucella sp. 66A و Brucella sp. 44A و قارچ Nigrospora توسط جدایه هایP. aeruginosa 15A وBrucella sp. 66A ایجاد شد. P. putida 10A هیچ خاصیت ضدقارچی در برابر قارچ های فوق در شرایط آزمایشگاهی نشان نداد، در حالی که P. aeruginosa 15A بر تمام قارچ های مورد بررسی تاثیر قابل توجهی داشت. بر اساس این یافته ها، این مطالعه شواهدی را ارایه می دهد که برخی از جدایه های زیست پالایی توانایی بالایی در مهار زیستی برخی از عوامل بیماری زای قارچی نیشکر در شرایط آزمایشگاهی دارند. در نتیجه، خاصیت ضدقارچی در برابر قارچ های مهم نیشکر می تواند در عملیات کشاورزی کاربرد داشته باشد. این استراتژی می تواند مصرف قارچ کش در کشت نیشکر را کاهش دهد و به اقتصاد و محیط زیست سود برساند. همچنین می تواند به حفظ و بهبود کیفیت و عملکرد محصول و در نتیجه کشاورزی پایدار کمک نماید.

    کلید واژگان: آنتاگونیست, زیست پالایی, کنترل, نیشکر}
    Sedigheh Mirzavand, Milad Aeini *, Hossein Mirzaei Najafgholi, Hossein Moazzen Reza Mahalleh

    Contaminated soil can be remediated by employing various types of microbes, such as bacteria, which have the ability to enhance plant growth and combat pathogenic microorganisms. Biological control is an environmentally adaptable method that utilizes living microorganisms like bacteria, fungi, and viruses to suppress plant pathogens through mechanisms such as competition, parasitism, antibiosis, and induced resistance. This study aims to assess the effectiveness of bioremediation bacteria as biological control agents against fungal pathogens affecting sugarcane. To achieve this objective, previously identified bacterial strains with potential in bioremediation of Atrazine and Metribuzin herbicides, including Brucella sp. (66A, 44A, and 65A), Pseudomonas putida 10A, Ensifer adhaerens 20m, Pseudomonas aeruginosa 15A, and Stenotrophomonas sp. 22A, were evaluated for their ability to inhibit the growth of Thielaviopsis ethacetica, Cytospora sacchari, Fusarium proliferatum, Bipolaris drechslera, Curvularia sp., Alternaria sp., and Nigrospora sp. The experiments were conducted using the dual culture method in a completely randomized design with three replications under laboratory conditions. The diameter of the bacterial inhibition zone and the percentage of fungal growth inhibition were calculated. The results indicated that P. aeruginosa 15A exhibited the highest growth inhibition against T. ethacetica, Curvularia sp., and Alternaria sp. On the other hand, Stenotrophomonas sp. 22A significantly inhibited C. sacchari, while both Stenotrophomonas sp. 22A and Brucella sp. 65A showed considerable inhibition against F. proliferatum. Bipolaris drechslera was most effectively inhibited by Brucella sp. 66A and Brucella sp. 44A, while P. aeruginosa 15A and Brucella sp. 66A exhibited prominent inhibition against Nigrospora sp. Notably, P. putida 10A did not display antagonistic properties against the tested fungi under laboratory conditions, whereas P. aeruginosa 15A significantly affected the growth of all examined fungi. Based on these findings, this study provides evidence that certain bioremediation isolates possess significant potential for biological control of specific fungal pathogens affecting sugarcane in laboratory conditions. Consequently, the antagonistic properties against important fungi in sugarcane can be utilized in agricultural activities. This strategy has the potential to decrease the reliance on fungicides in sugarcane farming, benefiting both the economy and the environment. Additionally, it can contribute to the maintenance and improvement of product quality and yield, while supporting sustainable cultivation..

    Keywords: antagonism, bioremediation, control, Sugarcane}
  • حبیب الله نادیان*

    انباشت فزاینده زباله های پلاستیکی یکی از چالش های اصلی زیست محیطی است که در حال حاضر جوامع بشری با آن مواجه هستند. سمیت زیست محیطی نانو/میکروپلاستیک ها به عنوان آلاینده های نوشناخته یک تهدید دایمی برای زیست بوم های زمینی، دریایی و جوی می باشد. ذرات نانوپلاستیک به خوبی قادرند از غشاء سلولی عبور کرده و به درون سلول وارد شوند و کلیه اعمال حیاتی موجودات زنده از جمله انسان، گیاهان و ریز جاندران را مختل نمایند. نانو/میکروپلاستیک ها به دلیل مقاومت در برابر تجزیه به عنوان یک بحران جدی جهانی محسوب می شوند. لذا تاکنون تلاش های زیادی جهت حذف یا کاهش ذرات نانو/میکروپلاستیک ها، از طریق فناوری های زیستی که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و نیز سازگار با محیط زیست است صورت گرفته شده است. توانایی آنزیم های زیستی در کاتالیز نمودن پلی مرهای پلاستیک به عنوان یک جایگزین کارآمد و پایدار برای پالایش و بازیافت پلاستیک مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. انواع مختلفی از آنزیم های تجزیه کننده پلاستیک از جامعه میکروبی تاکنون کشف شده است. با این وجود، آنزیم های تجزیه کننده پلاستیک به طور طبیعی برای تجزیه پلاستیک مصنوعی در کاربردهای صنعتی به دلیل پایداری حرارتی ضعیف و فعالیت کاتالیزوری کم مناسب نیستند. بنابراین، کاوش در محیط های گوناگون برای کشف آنزیم های جدید تجزیه کننده پلاستیک با ویژگی ها و عملکردهای مطلوب، به طور فزاینده مورد توجه قرار گرفته است. در رویکرد زیستی، تجزیه نانو/میکروپلاستیک ها، افزایش بازده دپلیمریزاسیون و بهینه سازی فعالیت و پایداری حرارتی آنزیم های دخیل که به شیوه های گوناگون بررسی شده اند در این مقاله نیز مورد اشاره و بحث قرار می گیرند. علاوه بر این، تلاش های تحقیقاتی اخیر پیشرفت های قابل توجهی در کشف و مهندسی آنزیم های تجزیه کننده پلاستیک داشته اند که نوید بزرگ در تصفیه پایدار پلاستیک از طریق  تجزیه زیستی را نشان می دهد.

    کلید واژگان: پالایش زیستی, تنش های اکسیداتیو, زیست بوم های خشکی و دریایی, مهندسی آنزیم, نانو, میکروپلی مرهای پلاستیک}
    Habiballah Nadian Ghomsheh *

    The increasing accumulation of plastic waste is one of the main environmental challenges currently facing human societies. Environmental toxicity of nano∕microplastics as newly known pollutants is a constant threat to terrestrial, marine, and atmospheric ecosystems. Nanoplastics are well able to pass through cell membranes and enter the cell, disrupting all vital functions of living organisms, including humans, plants, and microorganisms. Nano∕microplastics are considered a serious global pollutant due to their resistance to decomposition. Therefore, increasing efforts have been made to eliminate or reduce nano∕microplastics through eco-friendly technologies. Bio-enzymes have been evaluated as efficient agents for plastic degradation. A variety of plastic-degrading enzymes have been discovered among microbial communities. However, naturally occurring plastic degrading enzymes are not suitable for synthetic plastic degradation due to poor thermos-stability and low catalytic activity. Therefore, exploration in various environments to discover new plastic-degrading enzymes with desirable properties and functions has been increasingly considered. In the biological approach, the decomposition of nano/microplastics, increasing the efficiency of depolymerization, and optimizing the activity and thermal stability of the enzymes involved, have been investigated in various ways. Recent research efforts have made significant progress in discovering and engineering plastic decomposing enzymes, showing great promise for the suitable treatment for plastics biodegradation.

    Keywords: bioremediation, Enzyme engineering, Marine, Terrestrial ecosystems, Nano, micro Plastic polymers, Oxidative stresses}
  • Hayet Belmeskine *, Nora Dilmi, Zineb Tsagadirts

    Purpose :

    Our study concerned the recovery and reuse of sludge from aquaculture system implemented in Ain Defla District situated in the North-West of Algeria. As a biotreatment and ecological stabilization technique, vermicomposting of aquacultural sludge with Eisenia fetida earthworms has been advocated. The main goals were to assessthe impact of vermicomposting on the quality of aquacultural sludge in terms of stabilization and hygienization, and to investigate its potential use in agriculture as a biofertilizer without compromising the quality of agricultural products.

    Method :

    The vermicompost was used to amend the soil and assess its impact on some growth parameters of Phaseolus vulgaris.L snap bean was considered. The physical and chemical parameters of sludge were also evaluated.

    Results:

     Significant increase of earthworms’weight and length by more than 27 and 22%, respectively, after 21 days of sludge vermicomposting was obtained. Also, significant differences were noted for selected plants’ agronomic parameters in soils amended with aquacultural sludge, compared to the control (unamended soil). In fact, beans with vermicomposted sludge had substantial increases in plant height, leaves weight, and chlorophyll (a) level of 29 cm, 3.6 g, and 0.8 g/g, respectively, compared to 20 cm, 1.5 g, and 0.46 g/g in control.The results also showed that the vermicomposting process allowed for decreased faecal coliforms and streptococcus in the aquacultural sludge.

    Conclusion:

     The end-product was a safe biofertilizer for use in agriculture.

    Keywords: Biofertilizers, Bioremediation, Dissolved organic matter, Faecal coliforms, Snap bean, waste Management}
  • مریم خلیلی راد*، نازنین اسماعیلی، محمدباقر فرهنگی، نسرین قربان زاده
    هدف این پژوهش حذف کروم شش ظرفیتی (VI) از یک خاک آلوده از طریق کاهش آن به کروم سه ظرفیتی (III) توسط باکتری Shewanella sp.. غیرمتحرک شده بر روی بیوچار جلبک و بررسی انباشتگی آن در گیاه جو بود. خاک لوم شنی با mg kg-1 50 کروم (VI) آلوده و به مدت دو هفته انکوباسیون شد. سپس آزمایش گلدانی کشت جو در پاییز 1400 در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه گیلان در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در خاک آلوده انجام شد. تیمارها شامل باکتری Shewanella sp. (S)، بیوچار جلبک (B)، بیوچار جلبک + باکتری Shewanella sp. (BS) و باکتری Shewanella sp.. غیرمتحرک شده بر روی بیوچار جلبک (IB) بودند. خاک آلوده به کروم (VI) و غیرآلوده نیز به ترتیب کنترل مثبت (C+) و منفی (C-) بودند. گیاه پس از 30 روز برداشت و وزن خشک ریشه و اندام هوایی آن اندازه گیری شد. مقدار کروم کل و کروم (VI) در ریشه، اندام هوایی گیاه و خاک اندازه گیری شد و مقدار کروم (III) از تفاضل مقدار کروم کل و کروم (VI) به دست آمد. نسبت رشد، فاکتور انباشت کروم (VI) در ریشه و اندام هوایی و فاکتور انتقال آن در گیاه محاسبه شد. بیشترین و کمترین مقدار کروم (III) در ریشه، اندام هوایی و خاک به ترتیب در تیمارهای IB و C+ به دست آمد. در تیمارهای آلوده به کروم (VI) بیشترین و کمترین مقدار وزن خشک ریشه و اندام هوایی به ترتیب در تیمارهای IB و C+ مشاهده شد. در تیمار BS کاهش کروم (VI) در خاک نسبت به دو تیمار S و B بیشتر بود. کمترین و بیشترین نسبت رشد گیاه به ترتیب در تیمار C+ (8/23 درصد) و IB (60 درصد) مشاهده شد. تیمارهای BS و IB سبب کاهش بیشتر فاکتور انتقال شد. بنابراین غیرمتحرک کردن باکتری بر روی بیوچار می تواند در پالایش خاک های آلوده به کروم موثر باشد.
    کلید واژگان: زیست پالایی, Shewanella sp, فاکتور انتقال, فاکتور انباشت, کروم (III)}
    Maryam Khalilirad *, Nazanin Esmaeali, Mohammad Bagher Farhangi, Nasrin Ghorbanzadeh
    The objective of this study was to eliminate chromium(VI) from a contaminated soil through reducing it to chromium(III) by immobilized Shewanella sp. bacteria on algae biochar and to investigate its accumulation in barley. A sandy loam soil was contaminated with 50 mg kg-1 Cr(VI) and incubated for two weeks. Then, the barley pot experiment in the contaminated soil was performed in the autumn of 1400 in the research greenhouse of University of Guilan in a completely randomized design with three replications. Treatments included Shewanella sp. (S), algae biochar (B), algae biochar + Shewanella sp. (BS), and immobilized Shewanella sp. bacteria on algae biochar (IB). Soil contaminated with Cr(VI) and non-contaminated soils were also included as positive (C+) and negative (C-) controls, respectively. After 30 days, the plant was harvested and dry weight of root and shoot were measured. Total chromium and Cr(VI) contents in the root and shoot of plant and also in the soil were measured. The Cr(III) content was calculated from the difference between the total chromium and the Cr(VI) contents. Growth ratio, Cr(VI) accumulation factor in roots and shoots and the transfer factor in plants were calculated. The highest and lowest amounts of Cr(III) in roots, shoots and soil were obtained in IB and C+ treatments, respectively. In Cr(VI) contaminated treatments, the highest and the lowest values of root and shoot dry weight were obtained in IB and C+ treatments, respectively. Cr(VI) reduction in soil in BS treatment was more than S and B treatments. The lowest and the highest plant growth ratios were obtained in C+ (23.8%) and IB (60%) treatments, respectively. The BS and IB treatments further reduced the transfer factor. Therefore, immobilized bacteria on biochar can be effective in remediation of chromium contaminated soils.
    Keywords: Accumulation factor, bioremediation, Chromium (III), Shewanella sp, transfer factor}
  • Zahra Alipour Asadabadai, Mansoureh Malekian *, Sayed Hossein Mirdamadian, Mohsen Soleimani
    One of the main causes of soil pollution is the release of crude oil into the environment. Indigenous microorganisms with the capability of biodegrading hydrocarbon components can be used to improve the efficiency of microbial bioremediation technology. Here, oil-contaminated soils were collected from five oil refineries (Abadan, Isfahan, Tehran, Tabriz and Shiraz) for screening and isolation of geographically adaptive indigenous oil-degrading bacteria. Bacterial colonies from oil-contaminated soil samples were isolated, which were able to grow in a medium containing crude oil, light, and heavy diesel, as a sole carbon source. Twelve strains were isolated, purified, and identified, using the 16S rRNA gene sequencing analysis. The isolates belonged to five species, including Achromobacter spanius, Klebsiella quasipneumoniae, Ochrobactrum intermedium, Citrobacter amalonaticus, Pseudomonas aeruginosa. These bacterial strains were capable of growing in media containing crude oil, light and heavy diesel for 7 to 9 days and had the potential for biosurfactant production. These bacterial strains can be considered as geographically adaptive bacteria, creating preliminary data for further research to utilize their bioremediation potential.
    Keywords: Bacteria, Bioremediation, Biosurfactant production, Petroleum hydrocarbons, 16S rRNA}
  • محبوبه میرزایی، آرش جوانشیرخوئی*، کیادخت رضایی، سهیل ایگدری

    در دنیای امروزه استفاده گسترده بشر از آفت کشها جهت کنترل آفات کشاورزی و ورود آنهابه منابع آبی یک عامل تهدیدکننده برای اکوسیستم های آبی محسوب می شود. در این مطالعه کاهش آفت کش ارگانوفسفره کلریپریفوس ازمحیط آبی باروش تصفیه زیستی به وسیله صدف Anodonta cygnea به عنوان یک فیلترکننده زیستی بررسی گردید. درطی یک بازه زمانی 12 روزه، سه تیمار با سه تکرار درمواجهه با سه غلظت متفاوت آفت کش 30، 20 و 15 میلی گرم در لیتر قرار گرفتند. شاخص های میزان غلظت سم، میزان جذب نور، pH آب و نرخ فیلتراسیون صدف جهت تعیین کاهش غلظت سم اندازه گیری شدند. در پایان دوره آزمایش میزان غلظت آفت کش به ترتیب برای تیمارهای با غلظت 30، 20 و 15 میلی گرم در لیتر آفت کش 1/019 ± ،153/0 ± 6/4 ،3 ± 0/133 با درصد راندمان کاهش 67/36 درصد، 83/76 درصد، 100 درصد، میزان جذب نور 001/00/44 ± ، ± 0/002 011/0، 000/0 ± 000/0 با درصد راندمان کاهش 04/38 درصد، 75/77 درصد، 100 درصد و میزان pH، 53/7، 99/7، 6/8 برآرود گردید. نرخ فیلتراسیون برای تیمارهای با غلظت 30 و 20 میلی گرم در لیتر آفت کش روندی کاهشی و برای تیمار با غلظت 15 میلی گرم در لیتر آفت کش روندی افزایشی داشت. بین تغییرات غلظت سم، میران جذب نور و نرخ فیلتراسیون در آغاز و پایان آزمایش تفاوت معنی داری یافت شد (0/05 ˂p). گونه Anodonta cygnea به عنوان یک پالایشگر زیستی مناسب جهت حذف آفتکش کلرپیریفوس در سیستمهای تصفیه ی پساب های کشاورزی یا محیط های آبی طبیعی آلوده شده پیشنهاد می گردد با این وجود مطالعات بیشتری در این زمینه لازم می باشد.

    کلید واژگان: آلودگی, آفت کش, کلریپریفوس, Anodonta cygnea, تصفیه زیستی}
    Mahboobeh Mirzaei, Arash Javanshir Khoei *, Kiadokht Rezaei, Soheil Eagderi

    In today's world, the extensive human use of pesticides to control agricultural pests and their entry into water resources is a threat to aquatic ecosystems. In this study, Reduction of Chloriprifos organophosphate pesticide from aqueous environment was investigated by bioremediation method by Anodonta cygnea oyster as a bio filter. During a period of twelve days, three treatments with three replications were exposed to three different concentrations of pesticide, 30, 20, 15 mg / l. And indices of toxin concentration, light absorption, water pH and oyster filtration rate were measured to determine the reduction of toxin concentration. At the end of the experiment, the amount of pesticide concentration for treatments with concentrations of 30, 20 and 15 mg/L pesticides were 19 ± 0.1, 4.6 ± 0.153, 3 ± 0.133, with a reduction efficiency of 36.67%, 76.83%, 100% respectively. Percent, Light absorption rate 0.44 ± 0.001, 0.011 ± 0.002, 0.000 ± 0.000 with a reduction efficiency of 38.04%, 77.75%, 100% and a pH of 7.53, 99/7, 6/8 were estimated. Filtration rate for treatments with concentrations of 30 and 20 mg/L pesticides decreased and for treatment with 15 mg/L pesticide concentration had an increasing trend. There was a significant difference between changes in toxin concentration, light absorption miran and filtration rate at the beginning and end of the experiment (P˂0.05). Anodonta cygnea species as a suitable bioremediator for the removal of chlorpyrifos pesticides in agricultural wastewater treatment systems or contaminated natural water environments is recommended, however, further studies are needed in this area.

    Keywords: Contamination, Pesticide, chlorophyll, Anodonta cygnea, Bioremediation}
  • بهمن یارقلی *، الهه کنعانی، سالومه سپهری

    با توجه به کمبود آب در ایران و رشد جمعیت و افزایش نیاز آبی در مصارف مختلف، برنامه‌ریزی برای حفاظت و مدیریت کیفی منابع آب و استفاده بهینه از آب‌های نامتعارف به ویژه زهاب‌های کشاورزی به عنوان منابع آب جایگزین ضرورت بیشتری یافته است. بدین منظور در پژوهش حاضر به بررسی کارایی نیزار طبیعی در مقیاس واقعی در پالایش کیفی زهاب خروجی مزارع نیشکر کشت و صنعت‌های بزرگ استان خوزستان در طول مدت یک سال (1399-1398) پرداخته شده است. در این تحقیق طول نیزار به سه قسمت مساوی با سه ایستگاه ST1، ST2 و ST3 با طول و عرض 2/1× 5/3 هکتار تقسیم‌بندی شد. کارایی نیزار طبیعی در بهبود کیفیت زهاب ورودی با سنجش پارامترهای BOD، COD، PO4 و TP موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد عملکرد نیزار در حذف پارامترهای مورد بررسی بسیار خوب و قابل‌قبول بود. میزان حذف BOD، COD، PO4 و TP تا آخرین ایستگاه، در هر چهار فصل محسوس و قابل‌قبول بود. تحت زمان‌ماندهای مختلف (1/26، 1/10، 1/30 و 1/60 روز) درصد حذف BOD، COD، PO4 و TP در ایستگاه‌های ST1، ST2 و ST3 چشمگیر بود و با افزایش فاصله از نقطه ورودی زهاب به نیزار، افزایش کارایی نیزار مشاهده شد. با توجه به عملکرد متفاوت ایستگاه‌های سه‌گانه در بهبود کیفی زهاب و با توجه به هدف راندمان حذف بالای 50 درصدمجموع مواد آلی و ترکیبات فسفره تا ایستگاه شماره 2، می‌توان این ایستگاه را به‌عنوان حد بهینه از نظر کارایی و هزینه فرض نمود.

    کلید واژگان: زهاب کشاورزی, نیزار طبیعی, تصفیه زیستی, ترکیبات مغذی}
    Bahman Yargholi, Elahe Kanani, saloomeh Sepehri Sadeghian
    Introduction

    The growing need for food and the increase in agricultural production, and consequently the increasing demand for water on the one hand, and the harmful environmental effects of agricultural drainage water on natural ecosystems and receptive water resources on the other, have led the world to look for methods and techniques that, along with reducing the harmful and adverse consequences of drainage water, make it possible to reuse them to meet part of human needs. In many areas facing water shortages for irrigation, drainage water is used to meet the crop's water requirement. Due to high volume and special quality, agricultural drainage water have a high potential for pollution in the environment, especially water resources. According to water shortage in Iran and population growth and increasing water needs in various uses, planning for the protection and quality management of water resources and optimal use of unconventional water, especially agricultural drainage water as alternative water resources has become more necessary.

    Methodology

    For this purpose, the present study investigated the efficiency of a natural reed bed on a real scale in qualitative treatment of incoming drainage water of Khuzestan sugarcane during a period of one year (2010-2011). According to the trend of qualitative changes and wastewater treatment stages at the reed bed level, the length of the reed bed was divided into three parts, namely three stations ST1, ST2, and ST3 with a length and width of 3.5*1.2 hectares, respectively. The efficiency of the natural reed bed was evaluated by measuring parameters such as BOD, COD, PO4, and TP.

    Results and Discussion

    The results of the T-Test showed that there are significant differences in terms of BOD values between ST0-ST1, ST0-ST2, ST0-ST3, ST1-ST2, ST1-ST3, and ST2-ST3 study stations. The highest difference in BOD was observed between ST0 and ST3 stations equal to 6.96 mg/l. In addition, the lowest difference in BOD was detected between ST0 and ST1 equal to 1.73 mg/l. At the ST3 station, which is the farthest from the entry point, the highest percentage of BOD removal was obtained. There was a significant difference of 1% for COD between study stations. The largest difference in COD was observed between ST0 and ST3 stations equal to 9.62 mg/L followed by ST1-ST3 stations equal to 7.12 mg/L. There was also a significant difference of 1% levels in PO4 and TP of study stations and the highest difference in PO4 and TP with 0.2724 and 0.3790 mg/l, respectively, between stations. ST0-ST3 was observed. The results showed that the performance of the reed in eliminating the studied parameters was very good and acceptable. The removal efficiency of BOD, COD, PO4, and TP to the last station was noticeable and acceptable in all four seasons. Under different retention times (1.26, 1.10, 1.30, and 1.60 days), the removal percentage of BOD, COD, PO4, and TP was significant in ST1, ST2, and ST3 stations and with increasing the distance from the entry point, of the drain, the reed efficiency increased. Considering the different performances of the three stations in improving the quality of drainage and considering the efficiency target above 50% of all organic matter and phosphorus compounds, the ST2 station can be assumed as the optimal limit in terms of efficiency and cost.

    Conclusions

    In general, this system can be used as an efficient system in reducing common drainage water pollutants to the level of drainage water treatment standards and acceptable reduction of BOD, COD, PO4, and TP parameters of agricultural drainage water and improving the quality of this drainage water for discharge to surface and groundwater and also reuse for irrigation in agricultural fields.

    Keywords: Agricultural drainage Water, Bioremediation, Natural reeds, Nutrient compounds}
  • شایان شریعتی، احمدعلی پوربابائی*، حسینعلی علیخانی، کرامت الله رضایی

    استرهای اسید فتالیک ترکیبات سنتزی هستند که به عنوان نرم کننده در ترکیبات پلی مری و پلاستیک استفاده می شوند. ورود این ترکیبات به محیط زیست و چرخه غذایی انسان و ایجاد انواع سرطان ها، باعث افزایش نگرانی جهانی شده است. هدف از این پژوهش بررسی غلظت استرهای اسید فتالیک در خاک در معرض شیرابه زباله (محل دفن زباله) و یافتن یک کنسرسیوم میکروبی با قابلیت تخریب این آلاینده ها می باشد. غلظت استرهای اسید فتالیک در خاک با استفاده از روش التراسونیک و توسط دستگاهGC-MS  اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که غلظت دی اتیل هگزیل فتالات در خاک (52/4 mg Kg-1) 6 برابر استاندارد جهانی آن (7/0mg Kg-1) بود. غنی سازی میکروبی در محیط کشت معدنی حاوی استرهای اسید فتالیک صورت پذیرفت (دمای30 درجه سلسیوس و 120rpm) و کنسرسیوم میکروبی توانمند در تجزیه استرهای اسید فتالیک جدا شد. به منظور بررسی تجزیه بیولوژیکی استرهای اسید فتالیک توسط کنسرسیوم جداسازی شده، غلظت باقی مانده فتالات ها با اتیل استات استخراج و با دستگاه GC-MS  اندازه گیری شد.  نتایج نشان داد که این کنسرسیوم توانست بالاتر از 96 درصد فتالات های با وزن مولکولی کم دی متیل فتالات و دی اتیل فتالات و دی بوتیل فتالات  (فتالات با وزن مولکولی متوسط) را  تجزیه کند (دمای30 درجه سلسیوس و 120rpm). در مورد دی اتیل هگزیل فتالات (پرمصرف ترین نرم کننده جهان) نیز این کنسرسیوم توانست 55 درصد آنرا در غلظت 400 میلی گرم بر لیتر تخریب نماید. بعلاوه ، تجزیه استرهای اسید فتالیک توسط این کنسرسیوم به صورت جداگانه، تقریبا به صورت کامل صورت پذیرفت (پنج روز انکوباسیون، دمای30 درجه سلسیوس و 120rpm). نتایج ما تخریب بیولوژیکی استرهای اسید فتالیک توسط این کنسرسیوم را اثبات کرده و امکان استفاده از آن را برای پالایش زیستی فتالات در خاک های آلوده توصیه می کند.

    کلید واژگان: زیست پالایی, شیرابه زباله, فتالات, نرم کننده ها}
    Shayan Shariati, AhmadAli Pourbabaee *, Hossein Ali Alikhani, Keramatollah Rezaei

    Phthalic acid esters are synthetic compounds used as emollients in polymer and plastic compounds. The entry of these compounds into the environment and the human food cycle and the development of a variety of cancers has raised global concerns. The purpose of this research was to investigate the concentration of phthalic acid esters (PAEs) in the soil exposed to the leachate (landfill) and finding a microbial consortium capable of the degradation of these pollutants. The concentration of phthalic acid esters in the soil was measured by the ultrasonic method and GC-MS. The results showed that the concentration of diethyl hexyl phthalate (DEHP) in soil (4.52 mg/Kg) was 6 times that of its international standard (0.7 mg/Kg). Microbial enrichment was performed in a mineral salt medium containing phthalic acid esters (30 o C and 120 rpm) and a microbial consortium capable of degrading phthalic acid esters was isolated. To investigate the biodegradation of phthalic acid esters by consortium, the residual phthalate concentration was extracted with ethyl acetate and measured by GC-MS. The results showed that the this consortium was able to degrade more than 96% of low molecular weight phthalates of dimethyl phthalate, diethyl phthalate and dibutyl phthalate (medium molecular weight phthalate) (30 o C and 120 rpm). In the case of DEHP (the world's most widely used plasticizer), the consortium was able to degrade it by 55% at 400 mg/L. Besides, phthalic acid esters separately were degraded almost completely by this consortium (5 days incubation, 30 oC, 120 rpm). Our results demonstrate the biodegradation of phthalic acid esters by this consortium and recommend its use for bioremediation of phthalates in contaminated soils.

    Keywords: Bioremediation, Leachate, Phthalate, Plasticizers}
  • جهانگیر عابدی کوپایی*، افشین بنی اسدی، محمدمهدی درافشان

    ترکیب گیاه پالایی و بتن متخلخل فناوری جدیدی است که در آن تحت عنوان تصفیه طبیعی از بتن متخلخل و گیاهان مقاوم برای حذف یا کاهش غلظت آلاینده ها استفاده می شود. در این پژوهش عملکرد بتن متخلخل همراه با مواد افزودنی همچون پوکه معدنی و پرلیت به عنوان بستر و گیاه وتیور بر روی پساب شهری مورد بررسی قرار گرفته است. مکعب مستطیل هایی از بتن متخلخل با ابعاد 30×30×15 سانتی متر مکعب (که به ترتیب طول، عرض و ارتفاع می باشد) ساخته و گیاه مورد نظر با دو تراکم متفاوت (12 و 27 بوته گیاه) در بین بتن ها قرار داده شد. پس از گذشت زمان های ماند مورد نظر (5، 7 و 9 ساعت) جریان پساب از حوضچه ورودی و خروجی نمونه برداری شد و آزمایش های تعداد کل کلی فرم، اکسیژن خواهی بیولوژیکی (BOD)، اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) و کل جامد معلق (TSS) بر روی نمونه ها انجام گرفت. اثر بتن متخلخل، تراکم گیاهی و زمان ماند با استفاده از طرح کاملا تصادفی مورد بررسی قرار گرفتند. به طور متوسط در زمان ماند 5 ساعت BOD، COD، TSS و کلی فرم به ترتیب 1/16، 5/27، 6/20 و 1/19 درصد کاهش یافت. همچنین به طور متوسط در زمان ماند 7 ساعت BOD، COD، TSS و کلی فرم به ترتیب 5/20، 33، 1/26 و 3/25 درصد کاهش یافت. در زمان ماند 9 ساعت نیز به طور متوسط BOD، COD، TSS و کلی فرم به ترتیب 9/25، 5/38، 9/31 و 5/30 درصد کاهش یافت. در مجموع این طرح در حذف BOD، COD و TSS موفق عمل نمود و در حذف کلی فرم نیز عملکرد خوبی داشته است.

    کلید واژگان: زیست پالایی, پساب, بتن متخلخل, وتیور}
    Jahangeer Abedi Koupaee *, Afshin Baniasadi, MohammadMehdi Dorafshan

    The combination of phytoremediation and porous concrete is a new technology used as a natural purification of porous concrete and resistant plants to remove or reduce the concentration of pollutants. In this study, the performance of porous concrete as a bed and plant on reduction of urban effluent pollution has been investigated. A channel with dimensions of 9 meters length, 30 cm wide and 20 cm height was constructed along with the wastewater treatment lagoon of Isfahan University of Technology. Then, blocks were made of porous concrete with dimensions of 30 × 30 × 15 cm, and placed in the channel. The vetiver grass with two different densities (12 and 27 plants) were placed between the porous concrete blocks. After 5, 7 and 9 hours, the wastewater samples were taken from the inlet and outlet basins. The reduction of BOD, COD, TSS and total coliform during the 5 hours retention time, were 16.1, 27.5, 20.6, and 19.1 percent, respectively. In the retention time of 7 hours, reduction were equal to 20.5, 33, 26.1 and 25.3 percent, respectively. The reduction of BOD, COD, TSS and total coliform during the 9 hours retention time, were 25.9, 38.5, 31.9 and 30.5 percent, respectively. In general, this research showed the performance of system was optimistic in reduction of BOD, COD, TSS and Total coliform

    Keywords: Bioremediation, Wastewater, Porous concrete, Vetiver}
  • میثم پاشایی*، شهاب اوجانی
    هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای، یک گروه از آلاینده های محیطی در خاک هستند که به دلیل سمیت، اثرات موتاژن و کارسینوژن باعث نگرانی های زیادی در حوزه محیط زیست شده اند. از طرفی نیز فرآیند بهسازی زیستی به عنوان راهکاری شایسته برای بهسازی خاک های آلوده مورد توجه بسیاری از پژوهشگران و محققان قرار گرفته است. از این رو، هدف از پژوهش حاضر، جداسازی، شناسایی و ارزیابی توان رشد باکتری های تجزیه کننده ترکیبات نفتی جدا شده از خاک های آلوده به مواد نفتی در حضور فنانترن در جهت بهسازی زیستی است. بدین منظور، در این مطالعه ابتدا 25 نمونه خاک از عمق Cm 35-0 سانتی متری مناطق آلوده به مواد نفتی واقع در جنوب ایران (منطقه بوشهر) جمع آوری شد. سپس از نمونه های خاک در محیط های کشت مناسب، باکتری های تجزیه کننده مواد نفتی جداسازی شدند. در ادامه، باکتری های جداسازی شده با روش های بیوشیمیایی مانند (آزمون اکسیداز، آزمون کاتالاز) و همچنین روش های میکروبی از قبیل (رنگ آمیزی گرم، رنگ آمیزی اسپور و ایجاد رنگ فلورسانس) شناسایی شدند. در این پژوهش، از بین 60 باکتری تجزیه کننده مواد نفتی در حضور فنانترن، 19 باکتری به نام های PDB 1-19 تعیین گردید. در نهایت، باکتری های PDB 19 Chryseobacterium spp، PDB 8 Sphingobacterium spp، PDB 13 Acinetobacter johnsonii و PDB 10 Achromobacter xylosoxidans به عنوان کارآترین باکتری ها انتخاب شدند. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که با شناسایی و غربالگری باکتری های موثر و بهره گیری از توان میکروبی آن ها و ایجاد شرایط بهینه می توان در مقیاس صنعتی و کاربردی در جهت بهسازی زیستی خاک های آلوده به مواد نفتی اقدام کرد.
    کلید واژگان: باکتری های تجزیه کننده, بهسازی زیستی, خاک, فنانترن}
    Meysam Pashaee *, Shahab Ojani
    Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a group of environmental contaminants in the soil that have caused concerns due to toxicity, mutagenic and carcinogenic effects. The bioremedial process has been considered as a suitable solution for the improvement of contaminated soils by many researchers. Therefore, the aim of this study was to isolate, identify and evaluate the growth potential of bacteria degrading petroleum compounds isolated from soil contaminated with petroleum products in the presence of phenanthrene for biological improvement. In this study, 25 soil samples were first collected from 0-35 Cm depth of oil-contaminated areas located in southern Iran (the Bushehr region) and then isolated from suitable culture media of oil-degrading bacteria. Afterward, the isolated bacteria were identified by biochemical methods such as oxidase test and catalase test, and microbial methods such as gram staining, spores staining, and fluorescence staining. In this study, out of 60 oil-degrading bacteria, 19 bacteria called PDB 1-19 were determined in the presence of phenanthrene. Finally, PDB 19 Chryseobacterium spp, PDB 8 Sphingobacterium spp, PDB 13 Acinetobacter johnsonii, and PDB 10 Achromobacter xylosoxidans were selected as the most efficient bacteria. The results of this study show that by identifying and screening effective bacteria, utilizing their microbial potentials, and creating optimal conditions, they can be used to bioremediate oil-contaminated soils at industrial and applied scales.
    Keywords: Degrading bacteria, bioremediation, soil, Phenanthrene}
  • سحر عرب تیموری، اکرم حلاج نیا*، امیر لکزیان، فهیمه نیک بین

    در این پژوهش تاثیر دو نوع سورفکتانت باکتریایی بر کادمیم محلول همراه با کاربرد سه نوع کلات کننده (اسید هیومیک، سیترات سدیم و Na2-EDTA) در یک خاک آهکی آلوده به کادمیم در چند آزمایش جداگانه در شرایط آزمایشگاه بررسی شد. زمان تعادل در کاربرد غلظت 1 میلی مولار کلات کننده ها در شش زمان (6، 12، 24، 36، 48، 72 ساعت) و غلظت موثر هر یک از کلات کننده ها در کاربرد غلظت های 0، 1/0، 25/0، 5/0، 1 و mM2 تعیین گردید. درنهایت تاثیر کاربرد هم زمان هر یک از کلات کننده ها و دو نوع سورفکتانت استخراج شده از باکتری های Pseudomonas putida وBacillus subtilis در غلظت های صفر، 50،25 و mg L-1100 بر کادمیم محلول بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش زمان تماس، کادمیم محلول خاک با کاربرد اسید هیومیک و Na2-EDTA به صورت معنی داری (p<0.05) افزایش یافت. کاربرد Na2-EDTA در همه غلظت های مورد مطالعه و کاربرد اسید هیومیک در غلظت های بالاتر از mM 0/25 موجب افزایش کادمیم محلول در مقایسه با شاهد شد. سیترات سدیم در هیچ یک از غلظت ها و زمان های مورد مطالعه تاثیر معنی داری بر کادمیم محلول نداشت. بیوسورفکتانت های مورد استفاده تاثیر معنی داری بر کارایی سیترات سدیم از نظر افزایش کادمیم محلول نداشتند. کاربرد سورفکتانت تولید شده بوسیله Bacillus subtilis در غلظت mg L-125 همراه با Na2-EDTA موجب افزایش کادمیم محلول گردید و افزایش غلظت این بیوسورفکتانت تاثیر معنی داری نسبت به غلظت mg L-125 ایجاد نکرد. در حالی که کاربرد هم زمان Na2-EDTA و سورفکتانت Pseudomonas putida تاثیری بر کادمیم محلول نداشت این بیوسورفکتانت در غلظت mg L-1100 اسید هیومیک موجب تفاوت معنی داری در غلظت کادمیم محلول خاک شد.

    کلید واژگان: Bacillus subtilis, Pseudomonas putid, آلودگی خاک, زیست پالایی, کادمیم}
    S. Arabteymori, A. Halajnia *, A. Lakzian, F. Nikbin
    Introduction

     Surfactants as surface-active substances with combined hydrophobic and hydrophilic properties are widely used in various fields. In soil remediation processes these substances can be used to increase the availability of organic and inorganic contaminants to improve microbial decomposition of organic pollutants or heavy metals adsorption. In recent years, researchers have been seeking to produce and use surfactants that are more environment friendly. In this regard, produced biosurfactants by microorganisms are of special importance due to their environmental benefits. Microorganisms produce a wide range of biosurfactants. Biosurfactants are extracellular compounds that can combine with metals such as zinc, copper, and cadmium and can increase the solubility of these metals and reduce their toxicity. Negatively charged anionic biosurfactants such as rhamnolipids and lipopeptides can increase heavy metals availability by combining to metals and changing the properties of soil solution. In this study, the effect of surfactant application from Pseudomonas putida and Bacillus subtilis and some chelators include sodium citrate, humic acid and Na2-EDTA on soluble cadmium in a contaminated calcareous soil was investigated.

    Materials and Methods

    This study was conducted as factorial in a completely randomized design in laboratory conditions at several steps separately. A calcareous soil sample was contaminated with 15 mg kg-1 cadmium from the source of Cd (NO3)2. Contaminated soil incubated for 4 weeks at field capacity. Acid deposition method was used for surfactant extraction from culture medium of Pseudomonas putida KT-2440 and Bacillus subtilis 1795. The structure of extracted biosurfactants was investigated by FTIR. Equilibrium time was obtained by determining the amount of soluble cadmium at times 6, 12, 24, 36, 72 hours by adding 1mM sodium citrate, humic acid and Na2-EDTA to the contaminated soil (ratio of 1 to 5 soil to solution).The concentrations of 0, 0.1, 0.25, 0.5, 1 and 2 mM of humic acid, sodium citrate and Na2-EDTA were used to determine the appropriate concentration of each chelator. To investigate the interaction of chelators and biosurfactants on soluble cadmium, an experimental was conducted as a completely randomized design with factorial arrangement design. Experimental treatments consisted of three types of chelating agents (sodium citrate, humic acid, Na2-EDTA and control), two types of surfactants from Pseudomonas putida and Bacillus subtilis, and five concentration levels of the biosurfactants (0, 25, 50, 100 mg L-1).

    Results and Discussion

    The highest amount of soluble cadmium (11.59 mg L-1) was observed in Na2-EDTA treatment at 72 hours, which was significant compared to the other treatments. The lowest amount of soluble cadmium was obtained through application of sodium citrate (0.205 mg L-1) at 36 hours. In all studied concentrations, Na2-EDTA had the greatest effect and sodium citrate had the least effect on soluble cadmium. While the use of Na2-EDTA at all concentrations caused a significant increase in soluble cadmium, sodium citrate had no significant effect on soluble cadmium at studied concentrations. Humic acid at concentrations higher than 0.5 mM significantly increased the soluble cadmium. Increasing the concentration of humic acid and citrate from 1 to 2 mM did not show any significant impact on soluble cadmium. At all levels of biosurfactant application, Na2-EDTA and humic acid caused a significant increase in soluble cadmium concentration. In control and sodium citrate treatments, application of biosurfactants did not cause significant difference in the concentration of soluble cadmium. The highest amount of soluble cadmium was obtained as a result of the application of Bacillus subtilis surfactant and Na2-EDTA. However, increasing the concentration of Bacillus subtilis surfactant from 25 to 100 mg L-1 had no significant effect on increasing the efficiency of Na2-EDTA.  Pseudomonas putida surfactant had no significant effect on soluble cadmium in Na2-EDTA application. While in humic acid treatment, the application of the Pseudomonas putida surfactant at the highest concentration (100 mg L-1) increased the concentration of soluble cadmium. Using Bacillus subtilis surfactant did not have effect on soluble cadmium in application of humic acid.

    Conclusion

    Among the studied chelators (sodium citrate, humic acid and Na2-EDTA), Na2-EDTA had the greatest effect on soluble cadmium. While sodium citrate had no significant effect on soluble cadmium. Surfactants from Pseudomonas putida and Bacillus subtilis had different effects on increasing the efficiency of studied chelators and soluble cadmium in the studied soil. In Na2-EDTA and humic acid application, surfactant from Bacillus subtilis at a concentration of 25 mg L-1 and surfactant produced by Pseudomonas putida at a concentration of 100 mg L-1 had a significant effect on soluble cadmium, respectively. It seems using biosurfactants and chelators on increasing soluble cadmium in soil can be useful for phytoremediation purposes to increase its uptake by plant. However, further research is needed.

    Keywords: Bacillus subtilis, Bioremediation, Cadmium, Pseudomonas putid, Soil pollution}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال