زیست فناوری، سلامت و فناوری های پزشکی

حذف زیستی آلودگی های نفتی خاک غرب کشور: دستاورد یک طرح سرباز نخبگی

در یک طرح پژوهشی تقاضامحور با حمایت ستاد توسعه زیست‌فناوری که در دانشگاه رازی کرمانشاه توسط سرباز نخبه آقای سامان حسینی به راهنمایی آقای دکتر روح الله شریفی عضو هیات علمی این دانشگاه اجرا شد، امکان حذف میکروبی آلاینده‌های نفتی منطقه دهلران (استان ایلام) موردمطالعه قرار گرفت. این تیم پژوهشی، فعالیت خود در زمینه حذف آلودگی‌های نفتی را در قالب طرح تقسیم کار ملی ستاد توسعه زیست‌فناوری و با تمرکز بر حل مشکل آلودگی‌های نفتی غرب کشور به ویژه در میدان‌های نفتی نفت‌شهر کرمانشاه و دهلران استان ایلام انجام داده است.

طرح پیشین این گروه پژوهشی در منطقه نفت شهر و زیر نظر شرکت نفت مناطق مرکزی ایران انجام شد که به صورت موفقیت‌آمیزی آلودگی‌های نفتی را در منطقه نفت‌شهر حذف کرد. در ادامه، به درخواست شرکت نفت غرب، تصمیم گرفته شد که مطالعه مشابهی با هماهنگی ادره محیط‌زیست در منطقه نفتی دهلران برپایه شناسایی سویه‌های میکروبی سازگار با خاک دهلران انجام شود. به این منظور، یک طرح پژوهشی در قالب طرح جایگزین خدمت سربازی نخبگان وظیفه با حمایت ستاد توسعه زیست‌فناوری در تابستان ۱۴۰۱ تعریف و در قالب آن، از خاک‌های آلوده گودال‌های ناشی از حفاری منطقه نفتی دهلران، نمونه‌های خاک جمع‌آوری شد (شکل 1).

شکل 1) تصویری از منطقه آلودگی نفتی موردمطالعه در دهلران و محل جداسازی برخی از سویه¬های میکروبی.

بررسی‌ها نشان داد که آلودگی نفتی خاک در منطقه موردمطالعه، حدود 8 درصد بود که درصد بسیار بالایی محسوب می‌شود. تعداد ۳۷ جدایه باکتری از نمونه خاک‌ها جداسازی شد. نتایج ارزیابی‌ها نشان داد که از میان آن‌ها، پنج جدایه‌ منتخب قادر بودند که پس از چهار روز از انکوباسیون در محیط کشت مایع، بیش از ۸۵ درصد از نفت خام موجود در خاک را با نرخ نزدیک به 90 میلی‌گرم بر لیتر بر ساعت به مصرف برسانند که توانایی قابل‌توجهی محسوب می‌شود. نتایج کروماتوگرافی گازی-طیف سنجی جرمی (GC-MS) نشان داد که برخی از سویه‌های منتخب به صورت همزمان توانایی حذف هیدروکربن‌های آروماتیک و آلیفاتیک را دارند. همچنین جدایه‌ها توانایی بالایی را در تحمل غلظت‌های بالای تنش شوری (۱۰ درصد)، درجه حرارت بالا (۵۰ درجه سانتی‌گراد) و خشکی (73/0- مگاپاسکال) از خود نشان دادند. نتایج حاکی از آن بود که این باکتری‌ها هم توانایی تحمل شرایط بسیار نامساعد منطقه دهلران را دارند و هم قادرند به صورت موثری آلودگی نفتی خاک را تجزیه کنند. آنالیز مولکولی مشخص کرد که سویه¬های منتخب به گونه‌های Pseudomonas sp.، Pseudomonas oryzihabitans، Roseomonas aestuarii، Pantoea agglomerans و Arthrobacter sp. تعلق داشتند.

یکی از مهمترین چالش‌ها در حذف میکروبی آلودگی‌های نفتی، عدم حل‌شدن نفت در محیط آبی و در حقیقت دسترسی ضعیف میکروب به هیدروکربن‌های نفتی برای تجزیه است. مشاهدات اولیه نشان داد که توانمندی بالای باکتری¬های شناسایی‌شده در این طرح پژوهشی در حذف سریع آلودگی‌های نفتی، احتمالا مربوط به تولید بالای امولسیون‌کننده‌های زیستی (بیوسورفکتانت‌ها) توسط این باکتری¬ها است (شکل 2). در حال حاضر، مطالعات تکمیلی برای خالص‌سازی، تعیین کارآئی و نقش این بیوسورفکتانت‌ها در حذف آلودگی¬های نفتی در حال انجام است. هدف نهایی این طرح پژوهشی، دستیابی به یک فرمولاسیون کاربردی حاوی چند جدایه باکتریایی (کنسرسیوم میکروبی) است که قادر باشد در شرایط مختلف محیطی موثر بوده و تجزیه کاملی از ترکیبات متنوع موجود در نفت خام را داشته باشد.

شکل 2) اهمیت تولید بیوسورفکتانت در توانایی باکتری‌ها در تجزیه آلاینده¬های نفتی. نمونه A حاوی سویه باکتری است که با تولید بیوسورفکتانت، گازوئیل را در آب محلول و آماده تجزیه کرده است. نمونه B، نمونه شاهد (فاقد سویه باکتری) است که در آن لکه‌های گازوئیل روی سطح آب باقی مانده است.