previous next

جلسه دفاع از پایان نامه خانم مهندس فهیمه تیموری دانشجوی ph.Dمهندسی بهداشت محیط

جلسه دفاع از پایان نامه خانم مهندس فهیمه تیموری دانشجوی ph.Dمهندسی بهداشت محیط تحت عنوان « تاثیر تلقیح گونه های باکتریایی غالب تجزیه کننده ترکیبات نیتروآروماتیک متداول بر روند تجزیه این ترکیبات از خاک های آلوده با استفاده از فرایند بیهوازی در مقیاس پایلوت»  به راهنمایی آقایان  دکتر محمد مهدی امین و دکتر حسین خان احمد روز دوشنبه ۱۳/۱۰/۹۵در  تالار میعاد دانشکده بهداشت بر گزار گردید.

چکیده فارسی

مقدمه

نیتروآروماتیک ها یکی از ترکیبات آلوده کننده محیط زیست ناشی از فعالیت انسانی می باشند. این ترکیبات در اثر فعالیت های صنعتی، بارگیری، بسته بندی، ذخیره سازی مواد منفجره تولید و به محیط زیست وارد شده و بیشتر مربوط به فعالیت های وزارت دفاع می باشند. تولید انبوه مواد منفجره نیتروآروماتیک و ترکیبات وابسته به آن ها باعث شده است که مقدار زیادی از این مواد پر انرژی وارد محیط زیست شده و سبب آلودگی خاک و آب های زیرزمینی شوند. جنگ های جهانی سبب آلودگی خاک، مخازن زیرزمینی (غلظت مواد منفجره بالای ۲ میلی گرم در لیتر) شده است. برنامه ریزی های انجام شده در سال ۲۰۱۲ برای پاکسازی محیط، هزینه مورد نیاز برای ۱۰ میلیون هکتار از خاک را حدود ۱۶۵-۱۶۰ بیلیون دلار تخمین زده است. در چند مورد مطالعه اپیدمیولوژی انجام گرفته در شهرهای نزدیک به محلهای جنگی شدید، ارتباطی بین سرطان خون و آلودگی به مواد منفجره نشان داده شده است. تاکنون  بیش از ۹۰ درصد از مطالعات انجام شده در زمینه اصلاح زیستی بر اساس استفاده از ترکیبات دیگر بعنوان کو-متابولیسم و یا الکترون دهنده بوده است. لیکن هدف اصلی از انجام این بررسی، امکان سنجی حذف بیولوژیکی ترکیبات منفجره TNTو PETNاز خاک بوده، بطوریکه بتوان از این روش در مقیاس وسیع بعنوان یک فرایند اصلاح زیستی در محل استفاده نمود. همچنین در این مطالعه به بررسی تأثیر تلقیح میکروبی با استفاده از باکتری های بومی خاک، بر روند تجزیه پذیری بیولوژیکی این ترکیبات پرداخته شده است.

 

مواد و روش ها

این مطالعه از نوع تجربی- مداخله ای بوده که در سال ۱۳۹۴-۱۳۹۳ در آزمایشگاه پایلوت دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی اصفهان بمدت ۱۰ ماه انجام شد. در این مطالعه ۳ ظرف پلاستیکی (۲ ظرف مورد و ۱ ظرف شاهد) مورد استفاده قرار گرفته است. راکتور ۱: خاک آلوده به مواد منفجره شامل TNTو PETNبعنوان سوبستره اصلی برای تغذیه میکروفلورهای خاک (کنترل)، راکتور ۲: خاک آلوده به مواد منفجره شامل TNTو PETN+ لجن فاضلاب شهری بعنوان بذردهی میکروبی، راکتور ۳:خاک آلوده به مواد منفجره شامل TNTو PETN+ لجن فاضلاب شهری بعنوان بذر دهی میکروبی + بیوسورفاکتانت رامنولیپید بعنوان سوبستره کمکی جهت تغذیه میکروفلورهای خاک. میزان خاک موجود در هر ظرف حدود ۴ کیلوگرم بوده است. در راکتور (۳) بیوسورفاکتانت رامنولیپید با غلظت مورد نظر جهت اطمینان از تشکیل میسل در خاک، با آب به حجم رسانیده و به ظرف اضافه شده است. مرحله دوم در این مطالعه مربوط به شناسایی گونه های غالب تجزیه کننده توسط رنگ آمیزی گرم و تکنیک PCRبوده که پس از ایزولاسیون و  تکثیر کلنی های مورد نظر،این کلنی ها به بیوراکتورها تلقیح شده است. سپس تغییرات راندمان تجزیه با مقادیر قبل از تلقیح باکتری ها مقایسه شده است.

یافته ها

درصد حذف بیولوژیکی این ترکیبات در هر سه راکتورپس از انجام تلقیح زیستی افزایش و مقادیر آن بترتیب در راکتور اول (کنترل) ۱۱% (TNT) و ۱۲% (PETN)، راکتور ۲ (حاوی لجن) ۹۰% (TNT) و ۵/۴۸% (PETN) و راکتور ۳ (حاوی لجن و بیوسورفاکتانت) حدود ۹۹% (TNT) و ۹۲% (PETN) بوده است. در این مطالعه، ۶ گونه باکتری از خاک آلوده به TNTو PETNجداسازی گردیده که ۵ گونه تا بحال گزارش شده و یک گونه (Propionium) هنوز گزارش نشده است. تغییرات مورفولوژی باکتری ها نشان داده که پس از آلوده سازی خاک، بیشتر کلونی ها بصورت شیری رنگ و موکوئیدی بودند. نتایج حاصل از آزمایشات تعیین گرم باکتری ها نشان می دهد که در ابتدا، جمعیت باکتری های گرم مثبت اسپوردار در محیط بیشتر بوده است، لیکن پس از ایزولاسیون، بیشتر باکتری های گرم منفی در محیط حضور داشتند و تعداد کمی باکتری های گرم مثبت بوده اند. دو ماه پس از تلقیح میکروبی، درصد حذف CODبترتیب در راکتور اول (کنترل) ۷%، راکتور ۲ ( حاوی لجن و بیوسورفاکتانت) ۳۱% و راکتور ۳ ( حاوی لجن و بیوسورفاکتانت) ۷۷% افزایش یافته است. پس از انجام تلقیح زیستی، pHدر هر سه راکتور از حالت خنثی به سمت قلیایی و بالاتر از ۸ سوق کرده است. نتایج حاصل از اندازه گیری یون نیتریت نشان می دهد که متابولیسم میکروبی TNTو PETNدر راکتور ۳ نسبت به دو راکتور دیگر بیشتر بوده است.پتانسیل ردوکس خاک با گذشت زمان و همراه با افزایش یافتن میزان اشباع خاک کاهش یافت. مقادیر نهایی پتانسیل ردوکس بترتیب ۲۷۰- میلی ولت و ۲۸۰- میلی ولت برای راکتورهای ۲ و ۳ بوده است.

 

بحث و نتیجه گیری

نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که روش اصلاح زیستی بیهوازی، روش مناسبی برای استفاده در محل ( با توجه به شرایط آب و هوایی مناطق جنوبی کشور) می باشد. این روش قادر به حذف بیولوژیکی دو ترکیب TNTو PETNبطور همزمان می باشد. استفاده از ترکیب بیوسورفاکتانت رامنولیپید نیز در این بررسی تأثیر بسیار مثبتی بر روند حذف بیولوژیکی این ترکیبات داشته است. تلقیح زیستی باکتری های بومی خاک به هر یک از راکتورها، میزان حذف بیولوژیکی این دو ترکیب را بیش از ۹۰ % افزایش داده و مقادیر آن ها در خاک حاوی بیوسورفاکتانت به کمتر از حد مجاز تعیین شده توسط EPAکاهش یافت.با توجه به اینکه میزان حذف بیولوژیکی این ترکیبات پس از انجام تلقیح میکروبی بسیار افزایش یافت، می توان پی برد که میکروارگانیسم های جدا شده از راکتورها، باکتری های تجزیه کننده این ترکیبات بوده اند و توانسته اند در طی این مدت میزان تجزیه این ترکیبات را بطور موثری افزایش دهند. بیشتر این باکتری ها در شرایط بیهوازی و در pH  قلیایی قادر به تجزیه بیولوژیکی این ترکیبات می باشند.

 

کلید واژه ها: تلقیح زیستی- نیتروآروماتیک- باکتری های بومی- اصلاح زیستی

فایل‌هاي ضميمه: