عنوان

پایش فعالیت های زیستی در یک خاک لوم‌شنی آلوده به نفتای سبک تحت تیمارهای مختلف زیست پالایی

Number

پ۲۵۷۸۴

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

پایش فعالیت های زیستی در یک خاک لوم‌شنی آلوده به نفتای سبک تحت تیمارهای مختلف زیست پالایی

First Statement of Responsibility

زکیه عافیت

Name of Publisher, Distributor, etc.

کشاورزی

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۳۹۹

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۴۲ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مدیریت حاصلخیزی و زیست‌فناوری خاک گرایش بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک

Date of degree

۱۳۹۹/۱۱/۲۹

Text of Note

زیست‌پالایی خاک¬های آلوده به نفت خام و دیگر ترکیبات نفتی یک فرآیند موثر برای پاک¬سازی آلاینده¬های نفتی در محیط¬زیست می¬باشد، از روش¬های مختلف زیست¬پالایی می¬توان به تحریک¬ زیستی و تلقیح¬ زیستی اشاره کرد. در تحقیق حاضر برای کاهش یا از بین بردن آلاینده¬ نفتای سبک در خاک، از انواع روش¬های زیست‌¬پالایی شامل تحریک¬ زیستی ، تلقیح زیستی و تلفیق آن¬ها استفاده شده است. برای اجرای آزمایش از گلدان¬های 3 کیلوگرمی استفاده شد و آلودگی¬هایی با غلظت 1% نفتای سبک در یک خاک غیرآلوده با بافت لوم¬شنی ایجاد شد. این آزمایش به مدت 120 روز به طول انجامید و در فواصل زمانی صفر، 5، 10، 15، 20، 30، 45، 60، 90 و 120 روز، پس از نمونه‌برداری از گلدان‌های آزمایشی، صفاتی نظیر فعالیت¬های آنزیمی مرتبط با تجزیه‌ آلاینده‌های نفتی (لیپاز، لیگنینولیتیک) و دیگر آنزیم‌ها نظیر دهیدروژناز و فعالیت‌های زیستی (تنفس پایه ، تنفس برانگیخته ، کربن بیومس میکروبی ، سهم میکروبی و سهم متابولیک ) اندازه¬گیری شدند. این آزمایش بصورت طرح فاکتوریل اسپلیت‌پلات، که فاکتور زمان فاکتور اصلی و فاکتورهای آلاینده و تیمارهای زیست‌پالایی، فاکتورهای فرعی بودند به اجرا درآمد. فاکتورهای آزمایش شامل کاربرد و عدم کاربرد نفتای سبک و همچنین تیمارهای مختلف زیست‌پالایی (از قبیل تیمار تحریک زیستی (شامل تأمین NP (با نسبت 20:5:1C:N:P)، افزودن کود ‌دامی (w-w %5) و سورفکتانت Tween 80 (v-w 3/%0))، تیمار تلقیح زیستی (استفاده از کنسرسیوم باکتریایی (v-w %5) Arthrobacter sp. COD2-3،Stenotrophomonas nitritireducens COD5-6 ،S. asidamainiphila COD1-1 به میزان (v-w %5))، تیمار تلفیقی (شامل تیمار توأم تلقیح زیستی و تحریک زیستی) و خاک شاهد بدون هیچ تیماری) بود. نتايج حاصل از تنفس پايه نشان داد ميزان تنفس پایه در خاك آلوده بيشتر از خاك شاهد بود. همچنين اعمال تيمارهاي زيست¬پالايي در هر دو خاك شاهد و آلوده منجربه افزايش تنفس پايه شدند اما بيشترين افزايش مربوط به تيمارهاي تلفيقي، سورفكتانت Tween 80 و تيمار تلقیح كنسرسيوم باكتريايي بود. بيشترين مقدار تنفس پايه طي روزهاي 10 تا 20 بدست آمد و با گذشت زمان مقدار آن كاهش يافت. تنفس برانگیخته در خاک شاهد بیشتر از خاک آلوده بدست آمد. البته اعمال تیمارهای زیست¬پالایی منجربه افزایش میزان تنفس برانگیخته در هر دو خاک آلوده و شاهد شد، که بیشترین افزایش در تیمارهای تلفیقی، کود گاوی و تیمار تلقیح کنسرسیوم باکتریایی مشاهده شد. همچنین بیشترین مقدار تنفس برانگیخته طی روزهای 15 و20 بدست آمده که با گذشت زمان مقدار آن نیز کاهش یافت. مقادیر بیومس میکروبی و سهم میکروبی اندازه¬گیری شده در خاک آلوده به نفتای سبک کمتر از خاک شاهد بود. با توجه به نمودارهای مربوطه، بیشترین مقدار بیومس میکروبی و سهم میکروبی در تیمارهای تلفیقی، کود گاوی و تلقیح کنسرسیوم باکتریایی سنجش شد. مقدار بیومس میکروبی و سهم میکروبی در روزهای ابتدائی رو به افزایش بود و با گذشت زمان کاهش یافت و بیشترین مقادیر آن¬ طی روزهای 15 و 20 بدست آمد. سهم متابولیک در خاک آلوده به نفتای سبک بیشتر از خاک شاهد بود. تیمارهای اعمال شده نیز باعث افزایش سهم متابولیک شدند که بیشترین میزان افزایش مربوط به تیمارهای سورفکتانت Tween 80، تلفیقی و تیمار تلقیح کنسرسیوم باکتریایی بود. همچنین سهم متابولیک در روزهای ابتدائی رو به افزایش بود و در روز 15 به حداکثر مقدار خود رسید و سپس با گذشت زمان کاهش نشان داد. فعالیت دهیدروژنازی و لیپازی در خاک آلوده به نفتای سبک بیش از خاک شاهد بود. بیشترین میزان فعالیت دهیدروژناز در تیمارهای کود گاوی و سورفکتانت Tween 80 بود و با گذشت زمان فعالیت دهیدروژنازی روند نزولی داشت. همچنین بیشترین فعالیت لیپازی در تیمارهای تلفیقی و کود گاوی مشاهده شد که بیشترین آن در زمان 30 روز به¬دست آمد. میزان فعالیت لیگنینولیتیک در خاک شاهد نسبت به خاک آلوده به نفتای سبک بیشتر بود. با توجه به نتایج حاصل از فعالیت لیگنینولیتیکی، بیشترین مقدار فعالیت این آنزیم در تیمارهای کود شیمیایی NP، تلفیقی و سورفکتانت Tween 80 اندازه¬گیری شد. فعالیت لیگنینولیتیکی تا روز 20 روند کاهشی داشت و سپس با گذشت زمان به طور معنادار افزایش یافت. با توجه به نتایج به دست آمده از پایش فعالیت‌های بیولوژیکی و آنزیمی از میان تیمارهای زیست‌پالایی تیمار تلفیقی و کود گاوی به عنوان روشی ارزان، مناسب و کارآمد در پالایش خاک¬های آلوده به نفتای سبک توصیه می¬شود.

Text of Note

AbstractBioremediation of soils contaminated with crude oil and other petroleum compounds is an effective process for the treatment of petroleum contaminants in the environment. Biostimulation and bioaugmentation are current methods of bioremediation which used in all over the world. In this study, bioremediation method was used to reduce light naphtha contamination (1%) in a sandy loam soil. For this purpose, in 3 kg pots, the variety of bioremediation treatments including biostimulation, bioaugmentation and their combination were tested and finally, a suitable method was introduced. This experiment was performed as a split-plot factorial design, in which the time factor was the main factor and the pollutants and bioremediation treatments were sub-factors. In this study, contamination factor at two levels (presence and absence of light naphtha), bioremediation treatment factor at 6 levels (control, inoculation with COD bacteria, Tween 80 surfactant, cow manure, NP chemical fertilizer and integrated treatment) and time factor at 10 levels (0, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90 and 120 days) were factor and sub-factors. In this study, addition of cow manure, COD bacterial inoculation and Tween 80 surfactant were in the ratio of 5% w/w, 5% v/w and 0.3% v/w, respectively. Bacterial consortim including Arthrobacter sp. COD2-3, Stenotrophomonas nitritireducens COD5-6, S. asidamainiphila COD1-1 was used for bioaugmentation treatment. Application of NP was in the ratio of 20:5:1 (C:N:P). The experiment prolonged 120 days and at mentioned intervals after sampling from experimental plots, traits including enzymatic activities such as lipase, ligninolytic ( related to the decomposition of petroleum contaminants) and dehydrogenase and biological activities (basal respiration, substrarte-induced respiration, microbial biomass carbon, microbial quotient and metabolic quotient) were measured. The results of basal respiration (BR) showed that the rate of BR in contaminated soil was higher than the control soil. Also, application of bioremediation treatments in both control and contaminated soils led to increased BR, but the highest increase was related to integrated treatments, Tween 80 surfactant and bacterial consortium inoculation treatment, respectively. The highest amount of BR was obtained during 10 to 20 days and its amount decreased over time. Substrarte-induced respiration (SIR) in control soil was higher than contaminated soil. However, the application of bioremediation treatments led to an increase in the rate of SIR in both contaminated and control soils, with the largest increase observed in the combined treatments, cow manure and inoculation of the bacterial consortium. Also, the highest amount of SIR was obtained on days 15 and 20, which decreased over time. The amount of microbial biomass carbon (MBC) and microbial quotient measured in light naphtha-contaminated soil were lower than the control soil. According to the relevant graphs, the highest amount of MBC and microbial quotient were measured in integrated treatments, cow manure and bacterial consortium inoculation. The amount of MBC and microbial quotient increased in the early days and decreased over time, with the highest values being obtained on days 15 and 20. The metabolic quotient was higher in light naphtha-contaminated soil than in control soil. The applied treatments also increased the metabolic quotient, with the highest increase related to Tween 80 surfactant treatments, integrated treatment and bacterial consortium inoculation treatment. Also, the metabolic quotient was increasing in the early days and reached its maximum on the 15th day and then decreased over time. Dehydrogenase and lipase activities were higher in light naphtha-contaminated soil than in control soil. Most of dehydrogenase activity was recorded in cow manure and Tween 80 surfactant, and dehydrogenase activity was decreased with time. Also, the highest lipase activity was observed in the combined treatments and cow manure, the highest of which was obtained in 30 days. Ligninolytic activity was higher in control soil than light naphtha contaminated soil. According to the results of ligninolytic activity, the highest activity of this enzyme was measured in NP fertilizer, integrated and Tween 80 surfactant treatments. Ligninolytic enzyme activity decreased until day 20 and then increased significantly over time. According to the results obtained from the monitoring of biological and enzymatic activities, among the bioremediation treatments, integrated treatment and cow manure are recommended as a cheap, appropriate and efficient method in the remediation of soils contaminated with light naphtha.

Variant Title

Monitoring of biological activities in a Light naphtha-spiked sandy loam soil under different bioremediation treatments

Entry Element

‏ عافیت،

Part of Name Other than Entry Element

‏زکیه

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

‏ ساریخانی،

Entry Element

علی اصغرزاد،

Part of Name Other than Entry Element

‏محمدرضا

Part of Name Other than Entry Element

‏ناصر

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏ تبریز