بررسی کارایی فرمولاسیون پودری یک کنسرسیوم باکتریایی تجزیه کننده آلاینده های هیدروکربنی در مقیاس پایلوت میدانی

آلودگی های نفتی می توانند سبب آسیب های جدی و بلندمدت بر محیط زیست و سلامت جامعه های انسانی شوند. ترکیب های هیدروکربنی می توانند در طبیعت به مدت طولانی باقی مانده و تبدیل به آلاینده های محیط زیستی شوند. پاک سازی آلودگی های هیدروکربنی همچنان موضوعی چالشی برای پژوهشگران رشته های مختلف می باشد. زیست پالایی ، نوعی بیوتکنولوژی است که می تواند برای رفع این آلودگی ها مورد استفاده قرار گیرد. بااین وجود بیشتر یافته های موجود در مورد ارزیابی عامل های موثر بر زیست پالایی هیدروکربن های نفتی از مطالعات آزمایشگاهی به دست آمده است و پژوهش ها در این زمینه در مقیاس پایلوت یا مطالعات میدانی بسیار محدود است. مطالعات نشان می دهد که عامل های اصلاح بیولوژیکی که در شرایط آزمایشگاهی موثرند ممکن است بطور قابل ملاحظه ای در مقیاس وسیع دارای اثربخشی کمتری باشند بنابراین پژوهش ها و کاربردهای میدانی، آزمون های قانع کننده نهایی برای میزان کارآیی این محصول ها می باشند. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی عملکرد یک کنسرسیوم باکتریایی تجزیه کننده آلاینده های هیدروکربنی در شرایط طبیعی و در مقیاس پایلوت میدانی بود.

برای اجرای این پژوهش، کنسرسیوم باکتریایی تجزیه کننده آلودگی نفتی شامل 5 سویه باکتری Alcanivorax dieselolei، Thalassospira xianheensis، Rhodococcus ruber، Gracilibacillus dipsosauristrain و Microbacterium sp. در فرمانتور نیمه صنعتی در حجم 500 لیتر تکثیر گردید. سپس سلول های میکروبی بعد از ته نشینی در فرمانتور به روش spray-drying خشک و با نشاندن بر روی پودر دیاتومه بعنوان بستر تثبیت، تبدیل به پودر شدند. با مخلوط سازی پودر خالص میکروبی با افزایه های مغذی مناسب، فرمولاسیون نهایی پودر میکروبی تجزیه کننده آلودگی نفتی تولید شد. آزمون میدانی ارزیابی عملکرد این پودر میکروبی بر روی خاک های آلوده به نفت خام در جزیره خارک صورت گرفت. برای این منظور خاک های آلوده به نفت سنگین در دو بلوک مجزا شامل یک بلوک شاهد و یک بلوک تیمار به روش زیست افزاییمورد آزمون تجزیه زیستی مواد نفتی قرار گرفت و غلظت هیدروکربن های نفتی کل و تغییرات دمای خاک در دوره آزمون سنجش شد.

 میانگین میزان TPH در روز اول در نمونه های شاهد و مورد آزمایش 341 میلی گرم در هر گرم خاک بود. در نمونه شاهد کاهش هیدروکربن های نفتی بعد از دوره 14 روزه آزمایش به میزان 14/2%بود که می تواند به دلیل فعالیت جمعیت باکتری های بومی خاک و یا به سبب فرآیند های فیزیکوشیمیایی مانند تبخیر و فتواکسیداسیون باشد. در مقابل در خاک تیمار شده با فرمولاسیون پودری کنسرسیوم میکروبی تجزیه کننده آلودگی نفتی غلظت هیدروکربن های نفتی در پایان دوره آزمون با 6/70 % کاهش به 99 (mg/g) رسید. این نتایج نشان دهنده عملکرد بسیار سریع این کنسرسیوم میکروبی در تجزیه هیدروکربن های نفتی می باشد. همچنین به دلیل افزایش فعالیت باکتری ها و تجزیه هیدروکربن های نفتی دمای خاک در بلوک تیمار شده با پودر میکروبی با افزایشی معادل 11 درجه سانتی گراد همراه شد. افزایش دمای خاک بویژه در منطقه های سردسیر یا در فصل های سرد سال در نتیجه فعالیت باکتری ها خود می تواند سبب بالا رفتن متابولیسم جمعیت های میکروبی خاک و افزایش راندمان زیست پالایی شود. این موضوع بویژه در مورد آلودگی های نفتی در منطقه های قطبی اهمیت دوچندانی دارد.

نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از کنسرسیوم میکروبی برای زیست پالایی خاک های آلوده به غلظت های بسیار زیاد هیدروکربن های نفتی مانند آنچه در زمان نشت نفت خام از خطوط انتقال نفت ایجاد می شود، می تواند نتیجه بخش باشد. همچنین کاربرد محصو ل های پودری بدلیل سهولت انجام عملیات و عدم نیاز به تجهیز های پیچیده و گران قیمت یک راهکار موثر بحساب می آید. افزون بر این افزودن کنسرسیوم میکروبی بدلیل جمعیت اولیه مناسب باکتری های تجزیه کننده نفت می تواند سبب افزایش دمای خاک شده و فعالیت جمعیت های بومی خاک را نیز افزایش دهد.