Abstract
A new bacterial strain that is capable of using diesel as the sole carbon source was isolated from the petroleum-contaminated soil of Xinjiang oil field, Northwest China. This bacterium was identified on the basis of its morphological and physiological characteristics and 16S rRNA gene sequence analysis, and it showed the greatest similarity with Acinetobacter beijerinckii 302-PWB-OH1 (99.86%). In order to enhance degradation efficiency, single-factor experiments and response surface methodology (RSM) were employed to optimize the nutrients used in artificial seawater. The results of this study revealed that 2.05 g L−1 (NH4)2SO4, 1.46 g L−1 Na2HPO4, and 14 mg L−1 yeast extract in artificial seawater resulted in increasing the diesel degradation rate of the bacterial strain from 20.87% to 80.40% within 7 days. The actual experimental results were in agreement with the prediction.
Keywords
Acinetobacter beijerinckii; Hydrocarbon degradation; Bioremediation; Optimization; Response surface methodology
1. Introduction
Due to the global production, transportation, use, and disposal of petroleum, petroleum pollution has become a widespread and serious problem in many environments, particularly the oceanic environment. Crude oil poses many risks when released into the environment. The toxic compounds present in crude oil, such as polycyclic aromatic hydrocarbons, benzene, and its substituted and cycloalkane rings, which are present in relatively high concentrations, cause physical, chemical, and biological harm to the marine environment. Statistical analyses have revealed that oil pollution accounts for approximately 80% of all marine pollution. With the growing concern for the marine environment, marine oil pollution and its prevention have become an urgent problem.
Microbial biodegradation has become the main mechanism to eliminate petroleum from the environment. Bioremediation presents countless advantages over other processes employed to remove pollutants (such as solvent extraction and chemical oxidization), and it has been considered to be one of the most efficient methods to treat polluted environments (Van Gestel et al., 2003, Gogoi et al., 2003, Nano et al., 2003, Morelli et al., 2005 and Demnerova et al., 2005). Many dominant petroleum-degrading bacteria have been isolated for use in the biological treatment of oil-contaminated areas, and the factors influencing petroleum biodegradation have been studied (Liu et al., 2012, Wang, 2012, Guang et al., 2011 and Lee et al., 2012).
Bioremediation is a multi-variable process, and optimization of this process through classical methods is inflexible, unreliable, and time-consuming. Response surface methodology (RSM) was used to overcome these disadvantages. RSM is typically used to explore the relationships between several explanatory variables and one or more response variables. The main idea of the RSM is to use a set of experiments designed to obtain an optimal response (Adinarayana et al., 2003 and Elibol, 2004). This statistical technique has been successfully applied in many fields, including media optimization (Bustos et al., 2004, Wang and Lu, 2004 and Liong and Shah, 2005), fermentation conditions (Ratnam et al., 2003 and Rigas et al., 2005), and enzyme-catalyzed reactions in lab experiments (Murthy et al., 2000).
In this research, a diesel-degrading bacterium was isolated from oil-contaminated soil samples obtained from Xinjiang oil field, China. On the basis of phenotypic and phylogenic analyses, this strain was identified as Acinetobacter beijerinckii. The nutrition requirements of this strain were optimized using RSM. Currently, there are only few reports about the use of this species in marine hydrocarbon degradation. Therefore, this strain has potential development possibilities and is of practical significance in the bioremediation of marine oil pollution.
นามธรรม
แบคทีเรียสายพันธุ์ใหม่ที่มีความสามารถของการใช้ดีเซลเป็นแหล่งคาร์บอน แต่เพียงผู้เดียวที่แยกได้จากดินที่ปนเปื้อนปิโตรเลียมของสนาม Xinjiang น้ำมันทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน แบคทีเรียนี้ถูกระบุว่าอยู่บนพื้นฐานของลักษณะทางสรีรวิทยาและการวิเคราะห์ 16s rRNA ยีน,และมันแสดงให้เห็นความคล้ายคลึงกันกับที่ยิ่งใหญ่ที่สุด Acinetobacter beijerinckii 302-PWB-oh1 (99.86%) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการย่อยสลายประสิทธิภาพการทดลองปัจจัยเดียวและวิธีการพื้นผิวตอบสนอง (RSM) ที่ถูกว่าจ้างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้สารอาหารในน้ำทะเลเทียม ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า 2.05 GL-1 (NH4) 2SO4, 1.46 GL-1 Na2HPO4,และ 14 มก. สารสกัดจาก L-1 ยีสต์ในน้ำทะเลเทียมมีผลในการเพิ่มอัตราการย่อยสลายดีเซลจากสายพันธุ์แบคทีเรียจาก 20.87% เป็น 80.40% ภายใน 7 วัน ผลการทดลองที่เกิดขึ้นจริงที่อยู่ในข้อตกลงกับการทำนาย
คำหลัก Acinetobacter beijerinckii. การย่อยสลายสารไฮโดรคาร์บอน; การบำบัดทางชีวภาพ; เพิ่มประสิทธิภาพวิธีการพื้นผิวตอบสนอง
1 การแนะนำ
เนื่องจากการผลิตทั่วโลกการขนส่ง, การใช้และการกำจัดของปิโตรเลียมมลพิษปิโตรเลียมได้กลายเป็นปัญหาอย่างกว้างขวางและจริงจังในสภาพแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสภาพแวดล้อมในมหาสมุทร น้ำมันดิบความเสี่ยงจำนวนมากที่ถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม สารประกอบที่เป็นพิษในปัจจุบันน้ำมันดิบเช่น polycyclic หอมไฮโดรคาร์บอนน้ำมันเบนซินและแหวนแทนและ cycloalkane ซึ่งมีอยู่ในปริมาณที่ค่อนข้างสูงทำให้เกิดทางกายภาพเคมีและอันตรายทางชีวภาพสิ่งแวดล้อมทางทะเล การวิเคราะห์ทางสถิติพบว่าบัญชีมลพิษน้ำมันประมาณ 80% ของมลพิษทางทะเลทั้งหมด ด้วยความกังวลที่เพิ่มมากขึ้นสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล,น้ำมันมลพิษทางทะเลและการป้องกันได้กลายเป็นปัญหาเร่งด่วน.
จุลินทรีย์ย่อยสลายได้กลายเป็นกลไกหลักในการขจัดปิโตรเลียมจากสภาพแวดล้อม การบำบัดทางชีวภาพที่มีการจัดข้อได้เปรียบที่นับไม่ถ้วนกว่ากระบวนการอื่น ๆ ที่ใช้ในการลบมลพิษ (เช่นการสกัดด้วยตัวทำละลายและสารเคมี oxidization)และได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการรักษาสภาพแวดล้อมที่ปนเปื้อน (รถตู้ Gestel et al. 2003 Gogoi et al. 2003 นาโน et al. 2003 Morelli et al. ปี 2005 และ demnerova et al, ., 2005) หลายแบคทีเรียย่อยสลายน้ำมันปิโตรเลียมที่โดดเด่นได้ถูกโดดเดี่ยวสำหรับการใช้งานในการรักษาทางชีวภาพของพื้นที่น้ำมันที่ปนเปื้อนและปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการย่อยสลายน้ำมันปิโตรเลียมได้รับการศึกษา (Liu et al. 2012, Wang, 2012, Guang et al. 2011 และ Lee et al. 2012).
การบำบัดทางชีวภาพเป็นกระบวนการที่หลายตัวแปรและการเพิ่มประสิทธิภาพของการนี้ ขั้นตอนการผ่านวิธีการคลาสสิกไม่อ่อนไม่น่าเชื่อถือและใช้เวลานาน วิธีการพื้นผิวตอบสนอง (RSM) ถูกใช้ในการเอาชนะข้อเสียเหล่านี้RSM โดยปกติจะใช้ในการสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรหลายคนและหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งตัวแปรตอบสนอง แนวคิดหลักของ RSM คือการใช้ชุดการทดลองได้รับการออกแบบเพื่อให้ได้รับการตอบสนองที่ดีที่สุด (adinarayana et al. 2003 และ elibol, 2004) เทคนิคนี้มีสถิติที่ได้รับการใช้ประสบความสำเร็จในหลายสาขารวมทั้งการเพิ่มประสิทธิภาพสื่อ (Bustos et al. 2004,วังและ Lu, 2004 และเหลียงและ Shah, 2005) เงื่อนไขการหมัก (รัทนัม, et al., 2003 และ Rigas et al. 2005), และปฏิกิริยาเอนไซม์เป็นตัวเร่งในการทดลองในห้องปฏิบัติการ (Murthy et al., 2000).
ในงานวิจัยนี้แบคทีเรียดีเซลย่อยสลายแยกได้จากน้ำมันที่ปนเปื้อนตัวอย่างดินที่ได้รับจากซินเจียงน้ำมันจีน บนพื้นฐานของการวิเคราะห์ฟีโนไทป์และวิวัฒนาการ,สายพันธุ์นี้ถูกระบุว่าเป็น Acinetobacter beijerinckii ความต้องการทางโภชนาการของสายพันธุ์นี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยใช้ RSM ขณะนี้มีเพียงไม่กี่รายงานเกี่ยวกับการใช้ของสายพันธุ์นี้ในการย่อยสลายสารไฮโดรคาร์บอนเป็นทะเล ดังนั้นสายพันธุ์นี้มีความเป็นไปได้การพัฒนาที่มีศักยภาพและมีความสำคัญในทางปฏิบัติในการบำบัดทางชีวภาพของมลพิษน้ำมันทางทะเล
การแปล กรุณารอสักครู่..

นามธรรม
ต้องใช้แบคทีเรียใหม่ที่มีความสามารถในการใช้น้ำมันดีเซลเป็นแหล่งคาร์บอนแต่เพียงผู้เดียวที่แยกจากดินปนเปื้อนสารปิโตรเลียมของฟิลด์ Xinjiang น้ำมัน จีนตะวันตกเฉียงเหนือ แบคทีเรียนี้ระบุตามลักษณะสัณฐาน และสรีรวิทยาความยีน 16S rRNA ลำดับวิเคราะห์ และมันแสดงให้เห็นความคล้ายคลึงกันมากที่สุดกับ Acinetobacter beijerinckii 302-และหม้อหุงข้าว-OH1 (99.86%) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการย่อยสลาย การทดลองปัจจัยเดียวและวิธีการพื้นผิวตอบสนอง (RSM) ถูกว่าจ้างเพื่อเพิ่มสารอาหารที่ใช้น้ำทะเลเทียม ผลการศึกษานี้เปิดเผยที่ 2.05 g L−1 (NH4) 2SO4, 1.46 g L−1 Na2HPO4 และ 14 มิลลิกรัมสารสกัดจากยีสต์ L−1 ทะเลเทียมเป็นผลในการเพิ่มอัตราการสลายตัวดีเซลสายพันธุ์แบคทีเรียจาก 20.87% 80.40% ภายใน 7 วัน ผลการทดลองจริงก็ยังคงทาย
คำ
Acinetobacter beijerinckii สลายตัวของไฮโดรคาร์บอน ววิธี เพิ่มประสิทธิภาพ วิธีการพื้นผิวตอบสนอง
1 แนะนำ
ผลิตทั่วโลก ขนส่ง การใช้ และกำจัดน้ำมัน น้ำมันมลพิษได้กลายเป็น ปัญหาร้ายแรง และแพร่หลายในหลายสภาพแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มหาสมุทร น้ำมันดิบซึ่งทำให้เกิดความเสี่ยงมากเมื่อนำออกใช้ในสภาพแวดล้อม สารพิษที่อยู่ในน้ำมันดิบ เช่น polycyclic หอมไฮโดรคาร์บอน เบนซีน และของเทียบเท่าและ cycloalkane แหวน ซึ่งอยู่ในความเข้มข้นค่อนข้างสูง ทำให้เกิดอันตรายทางกายภาพ เคมี และทางชีวภาพเพื่อสิ่งแวดล้อมทางทะเล วิเคราะห์ทางสถิติได้เปิดเผยว่า มลพิษน้ำมันบัญชีประมาณ 80% ของมลภาวะทางทะเลทั้งหมด มีความกังวลเพิ่มขึ้นน้ำทะเล มลพิษน้ำมันทางทะเลและการป้องกันที่ได้กลายเป็น การเร่งด่วนปัญหา.
biodegradation จุลินทรีย์ได้กลายเป็น กลไกหลักเพื่อกำจัดน้ำมันจากสิ่งแวดล้อม ววิธีแสดงประโยชน์นับไม่ถ้วนกว่ากระบวนการอื่น ๆ เพื่อเอาสารมลพิษ (เช่นแยกตัวทำละลายและเคมี oxidization), และจะได้รับการพิจารณาเป็นหนึ่งในวิธีมีประสิทธิภาพสูงสุดในการรักษาสภาพแวดล้อมเสีย (Van Gestel และ al., 2003, al. Gogoi ร้อยเอ็ด 2003 นาโนและ al., 2003, Morelli et al., 2005 และ Demnerova et al., 2005) ในแบคทีเรียลดน้ำมันหลักได้แยกสำหรับใช้ในการบำบัดทางชีวภาพของพื้นที่ปนเปื้อนน้ำมัน และมีการศึกษาปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการปิโตรเลียม biodegradation (หลิว et al., 2012 วัง 2012 กวง et al., 2011 และ Lee et al., 2012) .
ววิธีเป็นกระบวนการหลายตัวแปร และเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการนี้ผ่านวิธีคลาสสิก inflexible น่า และเวลา ใช้วิธีการพื้นผิวตอบสนอง (RSM) เพื่อเอาชนะข้อเสียเหล่านี้ โดยปกติจะใช้ RSM เพื่อสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรอธิบายหลายอย่าง น้อยหนึ่งตัวแปรตอบสนอง ความคิดหลักของ RSM เป็นการ ใช้ชุดการทดลองที่ออกแบบมาเพื่อได้รับการตอบสนองสูงสุด (Adinarayana และ al., 2003 และ Elibol, 2004) เทคนิคทางสถิตินี้ได้ถูกนำไปใช้ในหลายสาขา รวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพสื่อ (Bustos et al., 2004 วัง และ Lu, 2004 และ Liong และ ชาห์ 2005), เงื่อนไขการหมัก (Ratnam et al., 2003 และ Rigas et al., 2005), และ catalyzed เอนไซม์ปฏิกิริยาในห้องปฏิบัติการทดลอง (Murthy et al., 2000)
ในงานวิจัยนี้ แบคทีเรียที่ลดดีเซลถูกแยกต่างหากจากตัวอย่างดินที่ปนเปื้อนน้ำมันที่ได้จากเขตข้อมูลน้ำมัน Xinjiang จีน โดยวิเคราะห์ไทป์ และ phylogenic ระบุต้องใช้นี้เป็น Acinetobacter beijerinckii ความต้องการโภชนาการของต้องใช้นี้ถูกปรับใช้ RSM ในปัจจุบัน มีเพียงบางรายงานเกี่ยวกับการใช้ในการสลายตัวของไฮโดรคาร์บอนทะเลพันธุ์นี้ ดังนั้น นี้ต้องใช้มีโอกาสพัฒนาศักยภาพ และมีความสำคัญจริงในววิธีมลพิษน้ำมันทางทะเล
การแปล กรุณารอสักครู่..
