INVESTIGATION OF VARIOUS BACTERIAL ISOLATES IN DEGRADATION OF SPECIFIC HYDROCARBONS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF MSc_THESIS.pdf Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

تمثل المعالجات البيولوجية من التقنيات الفعالة والحميدة بيئيا لتنظيف المناطق الملوثة بالمواد الهيدروكربونية. لقد تمت دراسة تحلل النفثالين, الفيناثرين والبايرين بواسطة سبعة سلالات بكتيرية. وقد تم اجراء تجارب التحليل البيولوجي في درجات حرارة من 10 الى 37 درجة مئوية ودرجات حموضة من 5.0 الى 9.0 لمدة 18 يوما. وتم تثبيت التركيز الاولي الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات عند 100 جزء من المليون طوال تجربة التحليل البيولوجي. ولاستخراج العينة تم استخدام الاستخراج المصغر مع أستخدام ألياف ثنائي ميثيل الاوكسان المغلفة. بينما تم استخدام طيف الغازالكتلي الكروماتوغرافي لكشف وتحليل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المتبقية. العزل البكتيري وكذلك اتحاداتها عملت على تحليل الكميات المثلى من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المتحللة مابين درجتي 25 الى 37 درجة مئوية ودرجة حموضة 7.0. أظهرت بروتيوس ميرابيليس البكتيرية نسبة استقلاب 95% من الفيناثرين. كما ان بريفيباسيللس بريفيس قد حلل 96.5% من الفيناثرين في درجة حرارة 37 درجة مئوية. اتحاد سي-7 البكتيري خلص الي 78% استقطاب مشترك, بينما اتحادي سي-4 وسي-2 حلل اكثر من 50% من البايرين. البيركولديريا فنغورم والرودوكوكس قنشنقي استهلك حوالي 56% و 58% من البايرين, على التوالي في درجات الحرارة المتوسطة. أما النفثالين فقد تمعدن تماما في اتحادي سي-7, سي-4 والعزل البكتيري للبيركولديريا فنغورم والرودوكوكس قنشنقي عند درجة حرارة 37 مئوية. عند الاوساط الحمضية المعتدلة فان البيرخولديريا فنغورم والرودوكوكس قنشنقي تمكن من تحليل 90% من الفيناثرين. أما في الاوساط الملقحة بالبروتيوس ميرابلس, قفد سجل تحلل بحوالي 95% بعد 18 يوما من التقليح. بريفيباسيللس بريفيس و بانيباسيللس استطاعا تمعدن 96% من الفيناثرين. أما في الاوساط الحمضية فان تحلل مقداره 75% من البايرين قد لوحظ في القوارير الملقحة باتحاد سي-7. أتحاد سي-4 ساعد على تمعدن نسبة لا تقل عن 70%. البيركولديريا فنغورم والرودوكوكس قنشنقي أظهرا معدل أيض متشابه عند درجات حموضة متفاوتة, واستطاعا تحليل 59%-61% من البايرين عند درجة حموضة 5.0. السلالات البكتيرية؛ البيرخولديريا فنغورم, الرودوكوكس قنشنقي, البروتيوس ميرابلس, البانيباسيللس بوريالس والبريفيباسيللس بريفيس يمكن أن تكون من المواد المرشحة للاستعمال لتحليل المواد الهيدروكربونية والمعالجات البيولوجية لملوثات البيئة بصورة عامة.

English Abstract

Bioremediation represents an effective and environmentally benign technique for cleaning hydrocarbon contaminated sites. Biodegradation of naphthalene, phenanthrene and pyrene was studied via deploying 7 bacterial strains. Biodegradation was carried out at temperature range (10 oC – 37 oC) and pH (5.0 – 9.0) for 18 days period. The initial concentration of each Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) was maintained at 100 ppm throughout biodegradation experiment. Solid Phase Micro Extraction with polydimethylsiloxane coated fiber was used for sample extraction, while Gas Chromatograph-Mass Spectrometry (GC/MS) was employed for detection and analysis residual PAHs. Bacterial isolates as well as consortium biodegraded optimum quantities of PAHs between 25 oC – 37 oC, and pH values near 7.0. Proteus mirabilis appeared to have metabolized 95% phenanthrene. Brevibacillus brevis degraded about 96.5% phenanthrene at 37 oC. Bacterial consortium C7 co-metabolized 78%, while C4 and C2 biodegraded over 50% pyrene. Burkholderia fungorum and Rhodococcus qinshengi utilized nearly 56% and 58% pyrene, respectively, at mesothermic temperature. Naphthalene was completely mineralized in consortium C7, C4 and bacterial isolates Burkholderia fungorum and Rhodococcus qinshengi inoculated media at 37 oC. In neutral pH medium, Rhodococcus qinshengi and Burkholderia fungorum degraded over 90% phenanthrene. In the medium inoculated with Proteus mirabilis, approximately 95% biodegradation occurred after 18 days incubation. Brevibacillus brevis and Paenibacillus borealis both mineralized not less than 96% phenanthrene at pH 7.0. In acidic medium, 75% pyrene biodegradation transpired in flasks inoculated with consortium C7. Consortium C4 mineralized not less than 70%. Burkholderia fungorum and Rhodococcus qinshengi exhibited consistent metabolism across varying media pH, and degraded 59% – 61% pyrene at pH 5.0. The bacterial strains; Burkholderia fungorum, Rhodococcus qinshengi, Proteus mirabilis, Paenibacillus borealis and Brevibacillus brevis are potential candidates for degradation of hydrocarbons and bioremediation of contaminated environments.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental Earth Sciences
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Assad Ahmed, Dr. Al-Thukair
Committee Members:	Basheer, Dr. Chanbasha and Abdulmohsen, Dr. Al-Human
Depositing User:	KARIM MALIK (g201202520)
Date Deposited:	21 Jun 2015 08:22
Last Modified:	01 Nov 2019 16:30
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139662