بررسی امکان‌سنجی قابلیت تجزیه بیولوژیک متیل ترشیاری بوتیل اتر(MTBE) توسط میکروارگانیسم‌های جدا شده از لجن‌های فعال در فاز مایی و تاثیر ترکیبات محرک القایی بر میزان تجزیه‌پذیری

Abstract

چکیده مقدمه: متیل ترشیاری بوتیل اتر (MTBE) به عنوان مکمل سوخت اکسیژن‌دار برای بهسوزی و بالا بردن عدد اکتان در غلظت 15 درصد حجمی به عنوان جایگزین تترا اتیل سرب و به منظور دستیابی به احتراق بهتر و نیز کاهش انتشار آلاینده‌های خروجی از اتومبیل‌ها و محصولات آلی حاصل از احتراق به بنزین و گازوئیل اضافه می‌شود. این ترکیب مایعی است آبدوست که هم در هوا و هم در آب و خاک حلالیت دارد و دارای قدرت حلالیت بسیار بالایی در آب (mg/L48,000) است. به‌علت آثار نامطلوب این ترکیب روی کیفیت آب‌های آشامیدنی و محیط زیست، حذف آن برای حفظ بهداشت عمومی و رفع نگرانی‌های زیست محیطی ضروری به‌نظر می‌رسد. هدف: هدف اصلی انجام این تحقیق، امکان سنجی قابلیت تجزیه بیولوژیک MTBE توسط میکروارگانیسم‌های جدا شده از لجن‌های فعال در فاز مایی است و اهداف جزیی تحقیق نیز شناسایی و جداسازی سویه میکروبی بومی تجزیه کننده MTBE، توانایی سویه در میزان حذف آن و در نهایت بررسی تاثیر ترکیبات محرک القایی (از قبیل پت هومیک و عصاره مخمر) در افزایش میزان تجزیه پذیری MTBE است. مواد وروش‌ها: میکروارگانیسم‌های تجزیه‌گر از منابع مختلفی جدا شده و اغلب از لجن‌های تصفیه خانه‌های فاضلاب شهری و صنایع پتروشیمی استفاده شد. تمام آزمایش‌ها در درجه حرارت ثابت ºC 25 انجام شد. در آزمایش‌ها میکروبی انجام شده از ویال‌های mL50 و mL125 با درپوش‌های پوشیده با نوار تفلون استفاده شد. محیط کشت مورد استفاده در کشت‌های میکروبی محیط حاوی محلول نمک‌های معدنی بود. برای اندازه‌گیری غلظت MTBE و محصولات هیدرولیزی احتمالی از قبیل TBA از روش گاز کروماتوگرافی و به‌صورت دو تایی در هر نمونه با تزریق مستقیم فضای خالی ویال ها به دستگاه گاز کروماتوگراف با ستون موئین و آشکارساز یونیزاسیون در شعله‌ استفاده شد. مخلوط میکروبی (Microbial Consortium) حاصل ابتدا در پلیت‌های کشت حاوی محلول نمک‌های معدنی با محیط آگار و بخار MTBE به‌عنوان تنها منبع کربن کشت داده شدند. پس از گذشت سه هفته کلنی‌های تک رشد کرده به محلول حاوی نمک‌های معدنی انتقال داده شدند. در این آزمایش‌ها یک مخلوط میکروبی هوازی قادر به تجزیه متیل ترشیاری بوتیل اتر (MTBE) بود که این مخلوط غنی سازی شد و به‌مدت چهار ماه در شرایط آزمایشگاهی مقاوم سازی شد. برای بررسی اثر تحریک‌پذیری تجزیه MTBE از غلظت 500 میلی‌گرم در لیتر عصاره مخمر و 20 میلی گرم در لیتر پت هومیک استفاده شد. نتایج: آزمایش‌ها نشان دادند که MTBE در شرایط هوازی و کومتابولیک تجزیه‌پذیر است. در شرایط هوازی تجزیه بیولوژیک MTBE کاملا مشهود بود. یک مخلوط میکروبی در شرایط آزمایشگاه که توانایی مطلوبی در تجزیه متیل ترشیاری بوتیل اتر داشت از لجن‌های فعال در فاز مایی جداسازی شد و کوکوباسیلوس گرم مثبت کاتالاز مثبت تشخیص داده شد . مخلوط میکروبی تجزیه‌گر قادر به تجزیه غلظت‌های بالایی از MTBE تا حدود mg/L1000 بودند ولی غلظت های بالاتر از mg/L1000 MTBE قابل تجزیه نبودند. در طول مدت انجام آزمایش‌ها در شرایط بسته تجمع بیومس در ویال‌های کشت مشاهده نشد، اما بیومس چسبیده مشاهده شد ( غلظت اولیه بیومس چسبیده g/L 11/0 بر اساس وزن خشک بود ). عصاره مخمر و پت هومیک با ایجاد اثر القایی باعث تسریع و تشدید تجزیه MTBE به میزان بیش از 20 درصد می‌شوند. نتیجه گیری: MTBE در شرایط هوازی و کومتابولیک تجزیه پذیر بوده و ترکیبات با اثر القایی باعث تسریع و تشدید تجزیه آن می‌شوند.