Study of pyrene degradation by halophilic bacteria under hypersaline environment. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF FINAL_REPORT.pdf Download (6MB) | Preview

Arabic Abstract

لتلوث من المركبات العطرية مثل البيرين أصبح مصدر قلق متزايد في جميع أنحاء العالم لأن هذه المركبات صعبة التتحلل، وبالتالي تستمر لفترة أطول في البيئة . هذا الوضع يكون اسوء عندما يحدث التلوث بهذة المركبات في بيئات وظروف عالية الملوحة . لقد تم تطوير العديد من التقنيات لإزالة التلوث بمركب الببيرين . وتشمل هذه االمعالجات الفيزيائية والكيميائية . بصورة عامة المعالجة الفيزيائية تعتبر مكلفة، اما المعالجة الكيميائية فانها تؤدي إلى توليد النفايات السامة من قبل المركبات الكيميائية المستخدمة. لذا فان المعالجة البيولوجية تقدم خيار بديل لأن هذا النهج هو رخيصة نسبيا وصديقة للبيئة . ان الهدف من هذه الدراسة هو عزل وتوصيف البكتريا المحبة للملوحة والتي يمكن استخدامها في استراتيجيات المعالجة البيولوجية لإزالة التلوث بمركب البيرين في البيئة المالحة . تتألف هذه الدراسة من عزل أصناف من البكتيريا التي لها القدرة على تحمل نسب عالية من الملح ، والتي تم عزلعا من المناطق الملوثة وتقييم قدرتها على النمو تحت ظروف مختلفة ) 10 ، 25 ، 37 و 50 ) ⁰C، ودرجة الحموضة ) 3 و 5 و 7 و 9 (، والملوحة ) 0 ، 5 ، 10 ، 15 20) ٪ ث / ت وتركيز بيرين الأولي ) 1 ، 5 ، 50 ، 100 ، 1000 ( ملغم / لتر . كما تم التحقيق أيضا في قدرة هذه البكتيريا على النمو في وجود ملوثات عطرية اخرى مثل حمض الساليسيليك ) 1حلقه (، النفثالين ) 2 حلقات(، فينانثرين وأنثراسين )الحلقة 3 ( أيضا . لقد قمنا بعزل نوعين من البكتيريا في 10 ٪ كلوريد الصوديوم، .sp Idiomarina 10PY1A و Halomonasshengliensi Y2B10P ، وسلالة واحدة في 20 ٪ كلوريد الصوديوم، myrnensisS. Halomonas 20PY1A وهذه السلالات الثلاث يمكن ان تنمو في ظروف قلوية بصورة افضل ، كما يمكن أن تنمو في الظروف الحمضية،كدرجة الحموضة 3 و 5 . أن الوقت المضاعفة sp Idiomarina 10PY1A ، Halomonas gliensisshen 10PY2B myrnensisS. Halomonas 20PY1A في درجة الحموضة 7 هي 26 ساعة، 30 ساعة و 24 ساعة، على التوالي، في حين كان االوقت المضاعفة في درجة الحموضة 9 هي 25 ، 41 و 20 ساعة، على التوالي . وعلاوة على ذلك، لم يلاحظ أي نمو لجميع سلالات معزولة في 50 درجة مئويه . ⁰ كما تم اكتشاف ان النمو الأمثل لجميع سلالات المعزولة في 25 ⁰ - 27 درجة مئوية وان الوقت المضاعف .sp Idiomarina 10PY1A في درجة حرارة 10 و 25 و 37 هو ⁰28 ، 24 ساعة، 27 ساعة، على التوالي .اما shengliens Halomonas 10PY2B في درجة حرارة 10 و 25 و 37 ، فهي ⁰ C 25 ساعة، 23 ساعة و 30 ساعة، على التوالي . اما الوقت المضاعفة 0myrnensisS. Halomonas 20PY1A في درجة حرارة 10 ، 25 ، 37 وكان ⁰31 ، 29 و 24 ساعة، على التوالي . وعلاوة على ذلك، فان جميع الأنواع المعزولة لم تستطع النمو في الملوحة 0 ٪ . ان الملوحة المثلى للنمو للانواع .sp Idiomarina 10PY1A ، shengliensis 10PY2B Halomonas و myrnensiS. Halomonas 20PY1A هي 5٪ و 10 ٪ و 15 ٪ على التوالي . كما ان زيادة تركيز البيرين لها تأثير مثبط لجميع السلالات . من ناحية أخرى، وخلال اختبار العديد من المركبات العطرية كمصدر وحيد للكربون، xx فإن معدل نمو جميع السلالات المعزولة لديها علاقة سلبية مع عدد الحلقات في المركبات العطرية التي تم اختبارها . لقد كان أسرع معدل تحلل بواسطة و myrnensiS. Halomonas 20PY1A في 37 ⁰C ودرجة الحموضة 7 . أن الخطوة التالية والمقترحة لتكمله هذا العمل البحثي هو اختبار قدرة هذه السلالات التي تحلل البيرين من خلال نموذج تجريبي لمفاعل مصغر يتم عملة في المختبر . كلمات البحث: الملوحة والبكتيريا المحبة للملوحة، بيرين، ودرجة الحرارة، ودرجة الحموضة والملوحة .

English Abstract

Contamination of aromatic compounds such as pyrene is becoming a growing worldwide concern since these compounds are recalcitrant to bio-degrade, therefore persist longer in the environment. This situation is even worse when the- contamination occurs in a hypersaline condition. Several technologies have been developed to remove pyrene contamination. These include physical and chemical treatments. Generally, physical treatment is costly, and the chemical approaches lead to the generation of toxic by-product waste. However, biological treatment offers an alternative option since this approach is relatively cheap and environmentally friendly. Overall, the goal of this study was to isolate and characterize halophilic bacteria that can be used in bioremediation strategies to remove pyrene contaminant in the saline environment. This study consisted of isolating halophile bacteria from contaminated areas and evaluating their ability to grow in various conditions of temperature (10, 25, 37 and 50)⁰C, pH (3, 5, 7 and 9), salinity (0, 5, 10, 15, 20)% w/v and initial pyrene concentration (1, 5, 50, 100, 1000) mg/l. The ability of these bacteria to grow in presence of other aromatic pollutants (Salicylic acid (one ring)), Naphthalene (2 rings), Phenanthrene and Anthracene (3 rings) was investigated also. xviii We isolated two bacteria stains in 10% NaCl, Idiomarina sp. 10PY1A, and Halomonas shengliensis 10PY2B, and one strain in 20% NaCl, Halomonas smyrnensis 20PY1A. These three strains could efficiently grow at alkaline conditions but at acidic conditions ( pH 3 and pH 5),. The doubling time of Idiomarina sp. 10PY1A, Halomonas shengliensis 10PY2B and Halomonas smyrnensis 20PY1A at pH 7 was 26 hours, 30 hours and 24 hours, respectively, while the doubling time at pH 9 was 25 hours, 41 hours and 20 hours, respectively. Furthermore, no growth for all isolated strains was observed at 50 ⁰C, and the optimum growth for all isolated strains was observed at 25-37 ⁰C. Moreover, all isolates grew in all tested salinity except salinity 0%. The optimum salinity for Idiomarina sp. 10PY1A, Halomonas shengliensis 10PY2B and Halomonas smyrnensis 20PY1A was 5%, 10%, and 15%, respectively. The results also show that increase in pyrene concentration was associated with inhibition of growth of 3 strains. On the other hand, during the test of several aromatic compounds as a sole carbon source, the growth rate of all strains correlated negatively with the number of rings of the tested aromatic compounds. Finally, the fastest degradation rate was observed in by Halomonas smyrnensis 20PY1A at 37 ⁰C and pH 7. The next step of this research work is to test the ability of theses strains to biodegrade pyrene in laboratory pilot scale. Keywords: hypersaline, halophilic bacteria, pyrene, temperature, pH, salinity.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Al-Thukair, Assad
Committee Members:	Nzila, Alexis and Musa, Musa Mohammed
Depositing User:	FITRI BUDIYANTO (g201402280)
Date Deposited:	07 Mar 2017 10:36
Last Modified:	31 Dec 2020 06:08
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140284