پایش تغییرات تنفسی خاک لوم‌شنی آلوده به نفتا سبک در تیمارهای مختلف زیست‌پالایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک، گروه علوم و مهندسی خاک دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، ایران؛

2 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک، گروه علوم و مهندسی خاک دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، ایران

3 دانشیار بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک، گروه علوم و مهندسی خاک دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، ایران

4 استاد بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک، گروه علوم و مهندسی خاک دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، ایران

10.22092/ijsr.2024.362389.707

چکیده

هیدروکربن­های نفتی یکی از شایع­ترین گروه­های آلوده‌کننده آلی در محیط­زیست می­باشند. زیست‌پالایی خاک­های آلوده به ترکیبات نفتی یک فرآیند مؤثر برای پاک­سازی آلاینده­های نفتی در محیط­زیست است، در تحقیق حاضر در یک خاک لوم شنی برای کاهش یا از بین بردن آلاینده­ی­ نفتا سبک با غلظت 1% در خاک، از روش­های مختلف زیست‌­پالایی ازجمله تحریک زیستی، تلقیح زیستی و تیمار تلفیقی (شامل تیمار توأم تلقیح زیستی و تحریک زیستی) استفاده شد. این آزمایش به­صورت طرح اسپلیت­پلات با سه عامل (آلودگی، زیست­پالایی و زمان) با 3 تکرار در گلدان­های 3 کیلوگرمی انجام شد. پس از اجرای آزمایش در فواصل زمانی صفر، 5، 10، 15، 20، 30، 45، 60، 90 و 120 روز، از گلدان‌های آزمایشی نمونه­برداری شد و مقادیر تنفس پایه و برانگیخته اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد که اعمال تیمارهای زیست­پالایی باعث کاهش آلودگی نفتا سبک شده و همچنین آلودگی نفتی، فعالیت ریزجانداران (میکروارگانیسم­ها) خاک را نیز تحت تأثیر قرار داد، به­طوری­که بیشترین مقدار تنفس پایه و برانگیخته در روزهای ابتدائی به­ دست آمد، اما باگذشت زمان تنفس پایه نسبت به تنفس برانگیخته افت شدیدتری داشت، به نظر جامعه میکروبی به گلوکز افزوده‌شده، به‌عنوان منبع کربن ساده و در دسترس پاسخ داده و تنفس برانگیخته کاهش کمتری داشت، اما تنفس پایه احتمالاً با کمبود منابع کربن مواجه شده و کاهش بیشتری داشت. از میان تیمارهای زیست‌پالایی، تیمار تلفیقی نسبت به دیگر تیمارهای زیست­پالایی در سطح احتمال (0/01  P<) تأثیر بیشتری در کاهش هیدروکربن­های نفتی داشت. به نظر کاربرد تیمارهای تلفیقی علاوه بر بالا بردن جمعیت میکروبی فعال درگیر در تجزیه ترکیبات نفتی و تأمین شرایط بهینه برای فعالیت آن­ها، باعث تحریک جمعیت میکروبی بومی خاک شده و روشی مناسب برای حذف ترکیبات نفتی باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Monitoring Respiration Changes in a Light Naphtha-Contaminated Sandy Loam Soil under Different Bioremediation Treatments

نویسندگان [English]

  • Zakieh Afiat 1
  • Maryam Norozpoor 2
  • Mohammad Reza Sarikhani 3
  • Nasser Aliasgharzad 4
1 MSc Student, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
2 MSc Student, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
3 Associate Professor, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
4 Professor, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
چکیده [English]

Petroleum hydrocarbons are one of the most common groups of organic pollutants in the environment. Bioremediation of soils contaminated with petroleum compounds is an effective process for cleaning petroleum pollutants in the environment. In the present research, to reduce  light naphtha (1%) pollutant in in a sandy loam soil, different bioremediation methods including biostimulation, bioaugmentation, and integrated treatment (including both bioaugmentation and biostimulation) were used. This experiment was done as a split-plot design with three factors (pollution, bioremediation, and time) with 3 repetitions in 3 kg pots. After running the experiment at time intervals of 0, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90 and 120 days, samples were taken from the test pots and parameters including basal respiration (BR) and substrarte-induced respiration (SIR) were measured. The results showed that application of bioremediation treatments had reduced light naphta pollution. Also, petroleum pollution had affected the activity of soil microorganisms, such that the maximum amount of BR and SIR was obtained in the early days; but with the passing of time, BR had a sharper drop compared to SIR. Seemingly, the microbial community responded to added glucose as a simple and available carbon source, and SIR was less reduced, but, probably, basal respiration encountered lack of carbon sources and decreased more. The results showed that, among the bioremediation treatments, integrated treatment had a greater effect on the reduction of petroleum hydrocarbons than other bioremediation treatments at the probability level of (P<0.01). The use of integrated treatment, in addition to increasing the active microbial population involved in the decomposition of petroleum compounds and providing optimal conditions for their activity, stimulates the indigenous soil microbial population and is a suitable method for removing petroleum compounds.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Basal respiration
  • Bioaugmentation
  • Biostimulation
  • Substrarte-induced respiration
  1. افشارنیا، م. 1397. بکارگیری روش­های مختلف برای زیست‌پالایی مواد نفتی در مکان­های آلوده پالایشگاه تبریز، پایان­نامه دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.
  2. افشارنیا، م.، م.ر. ساریخانی.، و م، زارعی. 1401. جداسازی باکتریهای تجزیه­کننده نفت از خاک‌های آلوده پالایشگاه و پتروشیمی تبریز و شناسایی باکتری­های کارآمد. نشریه دانش آب و خاک. 32(4): 106-93.
  3. جعفری، م.، س، ابراهیمی.، و ع، موحدی نائینی. زیست پالایی خاک های آلوده به نفت کوره تحت تأثیر همزمان کمپوست زباله شهری و برخی کودهای شیمیایی. نشریه حفاظت منابع آب و خاک. 3: 43-56.
  4. رجایی، س.، ف، رئیسی.، و س،م، سیدی. 1391. زیست­پالایی خاک آلوده به نفت خام مسن به روش­های افزایش بیولوژیک و گیاه­پالایی. نشریه آب و خاک (علوم و منابع کشاورزی). 26(4): 921-908.
  5. شریفی حسینی، س.، ع، شهبازی.، ع.ال، یزدی­پور.، و ا، کامران­فر. 1388. پالایش زیستی خاک­های آلوده به نفت­خام با کودشیمیایی. نشریه آب و خاک (علوم و منابع کشاورزی). 23(3): 155-145.
  6. طلائی، ا.، ن ا، جعفرزاده.، م ر، طلائی.، م، بهشتی. 1389. تجزیه ترکیبات آروماتیک موجود در نفت خام توسط میکروارگانیسم‌های جداشده از محیط. مجله علمی پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی زنجان 70 (18): 80-68.
  7. مینایی تهرانی، د.، ع. حرفت منش.، و ف. آذری دهکردی. 1384. مطالعه تجزیه زیستی نفت خام سنگین در خاک با مقیاس پایلوت. فصل نامه علوم محیطی. 10(3): 82-71.
  8. نوروزپور، م. م،ر، ساریخانی.، و ن، علی­اصغرزاد. 1402. پایش تغییرات تنفسی خاک لوم‌شنی آلوده به نفتای سنگین در تیمارهای مختلف زیست‌پالایی. نشریه دانش آب و خاک. 33(2): 72-53.
  9. ور ناصری قندعلی، م.، ع. معزی.، و ن، عنایتی ضمیر. 1394. مقایسه روش­های زیستی و شیمیایی در پالایش یک خاک آلوده به نفت خام. مهندسی زراعی. 38(2): 112- 124.