زیست پالایی خاکهای آلوده به هیدروکربنهای نفتی توسط برخی گیاهان و ریزوباکترهای بومی

آلودگی سنگین اجزاء زیست بوم (شامل خاک، آب و هوا) به نفت خام و مشتقات آن، یکی از جدی ترین مشکلات و تهدید های زیست محیطی در کشور، به ویژه در مناطق جنوبی، به شمار میآید. پیامدهای این آلودگی کاهش کیفیت محیط زیست و در نهایت تخریب زیست بوم خواهد بود. زیست پالایی همواره یکی از راهکارهای مناسب و عملی برای پاکسازی هیدروکربنهای نفتی از محیط محسوب می گردد، که در آن از پتانسیل موجودات زنده در حذف و یا کاهش آلاینده های نفتی استفاده میشود. هدف این مطالعه شناسایی و ارزیابی ظرفیت (پتانسیل) زیست پالایی گیاهان و ریزوباکتریهای بومی خاک های آلوده به نفت خام با سابقه دراز مدت آلودگی در حوزه نفتی جنوب غربی کشور بود. در این مطالعه، نمونههای خاک ریزوسفری و گیاهان بومی از مناطق آلوده به نفت خام میدان نفتی مارون در استان خوزستان تهیه و جمع آوری گردید. با استفاده از یک محیط کشت انتخابی، جدایههای باکتریایی تجزیه کننده نفت خام از نمونههای خاک ریزوسفری آلوده به نفت خام جداسازی گردید. این جدایهها از جنسهای معروف pseudomonas، acinetobacter، achromobacter، stenotrophomonas، enterobacter، ochrobactrum، paenibacillus، sphingobacterium، curtobacterium، microbacterium و bacillus بودند که به سهولت در حضور نفت خام به عنوان تنها منبع کربن و انرژی رشد نمودند. در سطح ژنوم این جدایهها، ژنهای مهم مسیر تجزیه ترکیبات نفتی مانند alk و xyl مشاهده گردید. کنسرسیوم انتخابی این جدایهها 43% نفت خام را طی 10 روز در شرایط آزمایشگاهی تجزیه کرد. از میان این جدایهها، باکتریهایی مانند acinetobacter و stenotrophomonas از بالاترین قدرت تجزیه کنندگی نفت (29 درصد تجزیه طی 10 روز) برخوردار بودند و راندمان تجزیه نفت خام در کشت میکروبی مخلوط آزمایشگاهی بیشتر از کشتهای منفرد بود. گیاهان بومی منطقه از خانواده brassicaceae و poaceae قادر به جوانه زنی در غلظتهای مختلف آلودگی نفتی خاک بودند و باکتریهای اندوفایت تجزیه کننده نفت خام شامل stenotrophomonas، enterobacter، curtobacterium و microbacterium از ناحیه ریزوسفر این گیاهان جداسازی و شناسایی شدند. طی یک آزمایش گلخانه ای، اثر جدایههای باکتریایی بر کاهش آلودگی نفتی خاک در حضور جو دوسر و جو زراعی بررسی گردید. نتایج نشان داد آلودگی نفتی خاک باعث کاهش شاخصهای رشد، رنگیزههای فتوسنتزی گیاه و افزایش متابولیتهایی مانند h2o2، mda (مالون دی آلدهید) و آنتیاکسیدانهای آنزیمی شد، که نشان دهنده بروز تنش اکسیداتیو در گیاه بر اثر آلودگی و یا عوارض ناشی از آن میباشد. نسبت کلرفیل a/b و وزن خشک اندام هوایی نشان داد جو زراعی نسبت به جو دوسر حساسیت کمتری به آلودگی نفتی خاک داشت. تلقیح باکتریایی باعث کاهش سمیت نفت خام و بهبود رشد گیاه به خصوص جو دوسر وحشی در خاک آلوده به نفت گردید، و جو دوسر وحشی در پاسخ به تلقیح باکتریایی زیست توده بیشتری در مقایسه با جو زراعی تولید نمود. کشت گیاه در خاک آلوده باعث تشدید جمعیت و فعالیت بیولوژیک خاک از جمله افزایش تنفس و بیوماس میکروبی، جمعیت تجزیه کنندههای نفت و فعالیت آنزیمی خاک، کاهش ضریب متابولیکی میکروبی (qco2) گردید. میزان کل هیدروکربنهای نفتی (tph) تجزیه شده در خاک آلوده مورد مطالعه بعد از گذشت 4 ماه تنها 4/2 درصد بود، در حالی که با کشت گیاه به طور متوسط به 33 افزایش یافت و با تلقیح باکتریایی فقط 20 درصد بود. نقش احتمالی گیاه در افزایش میزان تجزیه tph ناشی از افزایش جمعیت جامعه هتروتروفی خاک و حمایت از رشد آنها، و همچنین تشدید فعالیت بیولوژیک خاک بود. بیشترین میزان تجزیه tph در کشت توام با تلقیح باکتریایی و بیش از 44 درصد مشاهده شد. به طور خلاصه نتایج نشان داد که در نواحی آلوده به نفت خام در جنوب کشور گونههای باکتریایی وجود دارند که به سبب حضور طولانی مدت نفت در این مناطق قابلیت تجزیه کنندگی نفت را کسب نموده و استفاده از این جدایهها توأم با کشت گیاهانی همچون تیره poaceae موجب افزایش پویایی تجزیه نفت خام می گردد. با این وجود، سرعت و اهمیت فرایند phytostimulation یا rhizoremediation (گیاه پالایی، ریشه پالایی) به برهمکنش های متقابل و اختصاصی محیط ریشه-ریزجانداران بستگی دارد و این برهمکنش ها به ویژه در تجزیه و تخریب زیستی ترکیبات مقاوم حائز اهمیت هستند. بر اساس شواهد حاصل از این مطالعه، گیاه پالایی توأم با تجزیه میکروبی با استفاده از گیاهان و باکتریهای بومی میتواند یک تکنیک عملی و کاربردی با کارآمدی بالا برای پاکسازی خاکهای آلوده به نفت خام و مشتقات نفتی باشد.