تجزیه زیستی و گوگردزدایی زیستی ترکیبات تیوفنی از نفت خام

حذف گوگرد از ترکیبات تیوفنی یکی از مسائل مهم در پالایشگاه ها و کنترل آلودگی های زیست محیطی محسوب می شود. عمده ترین شکل گوگرد آلی موجود در سوخت های فسیلی ترکیبات آروماتیک بر پایه حلقه تیوفن می باشند که نسبت به روش های فیزیکی متداول گوگردزدایی در پالایشگاه ها مقاوم هستند. در این تحقیق گوگردزدایی زیستی تیوفن به عنوان مدل ترکیبات تیوفنی توسط دو سویه باکتریایی مورد مطالعه قرار گرفت : یک سویه قبلا جداسازی شده که با آنالیز فیلوژنتیکی انجام شده در این تحقیق بر اساس توالی ژن 16s rrna، به عنوان سودوموناس استوتزری شناسایی گردید. هم چنین باکتری رودوکوکوس اریتروپولیس r1 ( شماره دسترسی gu570564) جداسازی شده از خاک آلوده به گازوئیل در اصفهان به عنوان تجزیه کننده دی بنزوتیوفن (dbt) استفاده شد. واکنش حذف گوگرد از تیوفن با استفاده از سلول های فعال فاقد رشد (resting cells) انجام شد و میزان حذف تیوفن با استفاده از روش اسپکتروفتومتری uv در طول موج 230 نانومتر و هم چنین تکنیک کروماتوگرافی گازی مورد سنجش قرار گرفت که نتایج حاصل نشان داد که بیش از 95% از تیوفن موجود در فاز آبی توسط هر دو باکتری مورد استفاده حذف شده است. علاوه بر این، سویه سودوموناس استوتزری توانایی ویژه ای در مصرف تیوفن به عنوان تنها منبع کربن داشت. بررسی تجزیه تیوفن توسط آنزیم های dszabc درگیر در تبدیل دی بنزوتیوفن به 2-هیدروکسی بی فنیل (2-hbp) در سویه وحشی رودوکوکوس اریتروپولیس r1 و سویه موتان گیبس منفی حاصل از سویه وحشی r1 (فاقد پلاسمید گوگردزدایی dsz) مورد بررسی قرار گرفت. برای تهیه سویه موتان، ده ساب کالچر از سویه وحشی در محیط نوترینت براث تهیه شد و محیط کشت ساب کالچر نهایی با بافر فسفات رقیق گشته و بر روی محیط نوترینت آگار در سطح پلیت گسترده گردید و پس از انکوباسیون در دمای 30 درجه سانتیگراد، حدود 40 کلنی مجزای رشد کرده انتخاب گردید و کلنی هایی که به دلیل از دست دادن پلاسمید گوگردزدایی و در نتیجه عدم تشکیل متابولیت نهایی 2-hbp، با اضافه کردن معرف گیبس کمپلکس رنگی تشکیل ندادند به عنوان کلنی های موتان فاقد پلاسمید گوگردزدایی انتخاب شدند. کاهش جذب uv مربوط به تیوفن توسط سویه وحشی و عدم کاهش آن توسط سویه موتان نشان دهنده نبود آنزیم های گوگردزدایی dszabc در سویه موتان حاصل می باشد. هم چنین، آنزیم های هر دو باکتری مورد استفاده در این تحقیق استخراج و تجزیه تیوفن در شرایط آزمایشگاه بررسی گردید. با اضافه کردن عصاره آنزیمی فاقد سلول این دو باکتری به تیوفن و کاهش جذب uv آن در طول موج 230 نانومتر در مقایسه با نمونه کنترل فاقد عصاره آنزیمی، تجزیه آنزیمی تیوفن مورد تایید قرار گرفت. فعالیت این دو سویه به عنوان بیوکاتالیست در حذف گوگرد از ترکیبات گوگردی موجود در نفت خام به ویژه مشتقات تیوفنی در یک محیط دو فازی نفت / آب مورد بررسی قرار گرفت. باکتری رودوکوکوس اریتروپولیس r1 در محیط پایه معدنی (حاوی mm 3/0 دی بنزوتیوفن به عنوان منبع گوگرد و 2/0% گلیسرول به عنوان منبع کربن) و باکتری سودوموناس استوتزری در محیط لوریا برتانی کشت داده شدند، سپس سلول ها در بافر فسفات استریل شستشو داده شدند و از این سوسپانسیون های باکتریایی به میزان برابر به یک ارلن حاوی بافر فسفات و نفت خام (نسبت بافر فسفات 4 : 1 نفت خام) تلقیح شدند و پس از 24 ساعت گرماگذاری در دمای 30 درجه سانتیگراد، میزان سولفات نمونه ها به روش کدورت سنجی در طول موج 420 نانومتر با استفاده از کلرور باریم اندازه گیری و مورد مقایسه قرار گرفت. با اضافه کردن نانوپارتیکل های نقره به سلول های فعال فاقد رشد هر دو باکتری مورد استفاده و بررسی میزان تیوفن باقیمانده با تکنیک کروماتوگرافی گازی نشان داده شد که نانوپارتیکل های نقره باعث تسهیل در شکست حلقه تیوفن و آزاد شدن اتم گوگرد می شوند.