Biodegradation of Specific Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) by Novel Bacterial Strains Isolated from Saudi Arabian Sediments. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Thesis Main 3.pdf Restricted to Repository staff only until 30 July 2025. Download (2MB)

Arabic Abstract

عادة ما تبقى الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في البيئة مقاومة للتحلل أو التكسر، والتي يشار إليها باسم(PAHs) أختصارا، مما يعرض البشر لخطر صحي كبير بسبب السموم وقدرتها على التسبب في السرطان. لقد أدت الأنشطة البشرية إلى إدخال مستويات عالية من الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات إلى التربة والمياه الساحلية في دول الخليج العربي. أشارت العديد من الدراسات إلى أن سلالات بكتيرية متنوعة يمكنها تحطيم الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بنجاح. الاستنتاج المتوصل إليه هو أن التحلل الحيوي يمثل الخيار الأفضل من حيث السلامة والفعالية والأمثل من ناحية التكاليف عندما يتعلق الأمر بالتعامل مع المواقع والمواقع الملوثة. في هذه الدراسة تم دراسة كفاءة تحلل ثلاثة مركباتPAHs وهي الأنثراسين والفلورين والنفثالين، باستخدام سلالتين بكتيريتين جديدتين، مع الأخذ في الاعتبار متطلبات درجة الحرارة ودرجة الحموضة المثلى. أنتجت الرواسب الساحلية من المنطقة الشرقية بالمملكة العربية السعودية مزارع نقية من Ochrobactrum intermedium BC1 وCupriavidus ⁠ taiwanensis LA، والتي تم تعريضها لتركيزات قدرها 100 جزء في المليون لكل من المركبات الثلاثة. ثم تم تحضينها عند درجة حرارة 25 درجة مئوية في حاضنة رج لمدة 18 يومًا. تم استخدام جهاز SPME، حيث كان الهدف من استخدامه استخراج PAHs المتبقية. كما تم استخدام جهاز كروماتوغرافيا الغاز / كتلة الطيف الضوئي لتحديد وتحليل هذه البقايا في فترات زمنية محددة. وبنهاية الفترة الزمني وهي 18 يومًا، تم تحلل النفثالين بشكل تام بواسطة Ochrobactrum intermedium BC1. بالإضافة إلى ذلك، شهد الأنثراسين ⁠ تحللا بنسبة 87% تقريبًا، بينما تحلل الفلورين بنسبة حوالي 67%. كما عمل Cupriavidus taiwanensis LA على تفكيك الأنثراسين والفلورين والنفثالين بنسبة 88% و53% و91% على التوالي. تتجلى الكفاءة المهينة والاستخدامات الواعدة لهذه السلالات البكتيرية الجديدة في هذه النتائج. ختاما، يمكن اعتبار هذه السلالات أعضاء محتملين في اتحاد من الميكروبات  ⁠ القادرة على تحليل الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات التي يمكن استخدامها بفعالية في مساعي الحلول البيئية المختلفة.

English Abstract

Polycyclic aromatic hydrocarbons, known as PAHs, typically persist in the environment, exposing humans to a ⁠ considerable health hazard because of the toxins they contain and their capability of triggering cancer. Anthropogenic activities have introduced high levels of PAHs into Arabian Gulf countries' ⁠ soil and coastal waters. Numerous studies have indicated that diverse bacterial ⁠ strains can successfully break down PAHs. The deduction made is that biodegradation stands as the top choice in terms of ⁠ safety, effectiveness, and affordability when it comes to handling PAH-contaminated sites and locations. The efficiency of degrading three PAHs was analyzed in this study with the use ⁠ of two novel bacterial strains, considering the optimal temperature and pH requirements. Coastal sediments from the Eastern Province of Saudi Arabia yielded pure cultures of Ochrobactrum intermedium BC1 and Cupriavidus ⁠ taiwanensis LA, which were subjected to spiking with 100ppm concentrations each for anthracene, fluorene, and naphthalene. They were then incubated at 25°C in ⁠ a shake incubator for 18 days. A solid-phase micro-extraction (SPME) device was used. The extraction of residual PAHs ⁠ was the main objective of using the SPME device. Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC-MS) was utilized to quantify and ⁠ analyze the residues at predefined time intervals. By the conclusion of the 18-day timeframe, Ochrobactrum intermedium BC1 degraded naphthalene completely. Additionally, anthracene ⁠ experienced a reduction of approximately 87%, while fluorene underwent a decrease of about 67%. Cupriavidus taiwanensis LA degraded anthracene, fluorene, and ⁠ naphthalene by 88%, 53%, and 91% respectively. The degrading efficiency of these novel strains of ⁠ bacteria is evidenced by these results. In closing, these strains can be considered potential members of a consortium of microbes ⁠ capable of degrading PAHs that can be employed effectively in various cleanup endeavors.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental Petroleum
Department:	College of Chemicals and Materials > Bioengineering
Committee Advisor:	Al-Thukair, Assad
Committee Members:	Al-Thagfi, Jameel and Chanbasha, Basheer
Depositing User:	JAMES MORDECAI (g202110390)
Date Deposited:	31 Jul 2024 10:32
Last Modified:	31 Jul 2024 10:32
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143014