Testing of biopreparations for bioremediation of soils contaminated with petroleum substances

• Autorzy: Kokot P. , Kamizela T.

Identyfikatory

DOI

10.17512/ios.2018.4.7

Warianty tytułu

PL

Testowanie biopreparatów do bioremediacji gleb zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecnie środowisko naturalne jest w znacznym stopniu zanieczyszczone przez ksenobiotyki, co stanowi problem o charakterze globalnym. Wśród szerokiej gamy zanieczyszczeń obecnych w otaczającym środowisku należy zwrócić szczególną uwagę na ropę naftową i jej pochodne. Do związków ropopochodnych zalicza się smary, paliwa, asfalty itd., na które zapotrzebowanie jest ogromne, w związku z tym skażenie środowiska glebowego substancjami będącymi pochodnymi ropy naftowej jest nieuniknione. Należy więc podejmować wszelkie działania mające na celu ochronę środowiska poprzez redukcję tego typu zanieczyszczeń. Jedną z metod prowadzących do obniżenia stężenia produktów ropy w środowisku glebowym jest bioremediacja - metoda wykorzystująca specyficzne właściwości mikroorganizmów do rozkładu ropy naftowej na związki mniej toksyczne dla środowiska. Celem doświadczenia było zbadanie stopnia zdolności rozkładu związków ropopochodnych obecnych w glebie przez biopreparaty skonstruowane na bazie bakterii oraz ocena wpływu reakcji Fentona na procesy bioremediacyjne. Biopreparaty mikrobiologiczne wprowadzono do zanieczyszczonej gleby w postaci immobilizowanej i nieimmobilizowanej. W przeprowadzonym badaniu testowano biopreparaty opracowane na bazie mikroorganizmów P. putida i P. fluorescens na glebie zanieczyszczonej węglowodorami ropopochodnymi. Podczas badania mierzono ilość CO₂ jako wskaźnik skutecznego procesu bipremedacji z użyciem respitometru Micro-Oxymax. Ponadto zbadano również kinetykę degradacji węglowodorów ropopochodnych, stosując reakcję Fentona i jej modyfikację w obecności sideroforów i kwasu cytrynowego. Stwierdzono, że wyższe właściwości potencjału bioremediacji wykazano dla biopreparatów – kapsułki alginianowe z P. putida, P. fluorescens ze zmodyfikowaną reakcją Fentona (kwas cytrynowy + odczynnik Fentona). W przypadku tych zabiegów odnotowano najwyższe wartości parametrów kinetyki rozkładu węglowodorów ropopochodnych.

EN

At present, the natural environment is heavily polluted by xenobiotics, which is a global problem. Among the wide range of pollutants present in the surrounding environment, particular attention should be paid to crude oil and its derivatives. Petroleum compounds include lubricants, fuels, bitumens etc. where the demand is enormous; therefore the contamination of the soil environment with oil-derived substances is inevitable. It is therefore necessary to take all actions aimed at environmental protection by reducing this type of pollution. One of the methods leading to lowering the concentration of oil products in the soil environment is bioremediation - a method that uses specific properties of microorganisms to break down petroleum into compounds that are less toxic to the environment. The aim of the experiment was to examine the degree of degradability of petroleum compounds present in soil by biopreparations constructed on the basis of bacteria and to assess the impact of Fenton’s reactions on bioremediation processes. Biopreparations were applied into contaminated soil in immobilized and non-immobilized form. In the conducted study biopreparations on the basis of P. putida and P. Fluorescens were tested for petroleum hydrocarbons contaminated soil. The CO₂ amount was measured as an indicator of effective bioremediation process using Micro-Oxymax respirometer. Moreover, the kinetics of the degradation of petroleum hydrocarbons has also been investigated using Fenton’s reaction in the experiment and a modified reaction in the presence of siderophores and citric acid. It was found that the higher bioremediation potential properties have been demonstrated for biopreparation - alginate capsules with P. putida, P. fluorescens with modified Fenton reaction (citric acid + Fenton reagent). For these treatments the bioremediation kinetics of total petroleum hydrocarbons had the highest values.

Słowa kluczowe

PL

gleba; biopreparat; bioremediacja; węglowodory ropopochodne

EN

soil; biopreparations; total petroleum hydrocarbons; bioremediation

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 21, nr 4
• Strony: 407--418
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Kokot P.

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Infrastructure and Environment, Institute of Environmental Engineering, ul. Brzeźnicka 60A, 42-201 Częstochowa

autor

Kamizela T.

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Infrastructure and Environment, Institute of Environmental Engineering, ul. Brzeźnicka 60A, 42-201 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Łuksa A., Mendrycka M., Stawarz M., Bioremediacja gleb zaolejonych z wykorzystaniem sorbentów, Politechnika Radomska im. K. Pułaskiego, Nafta - Gaz, Radom 2010, 810-818.
• [2] Rakowska J., Radwan K., Ślosorz Z., Pietraszek E., Łudzik M., Suchorab P., Usuwanie substancji ropopochodnych z dróg i gruntów, Monografie CNBOP - PIB, Józefów 2012.
• [3] Gierak A., Zagrożenie środowiska substancjami ropopochodnymi, Ochrona Środowiska 1995, 2(57), 31-34.
• [4] Wolicka D., Suszek A, Bioremediacja terenów skażonych monopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi, Gospodarka Surowcami Mineralnymi 2008, 24, 59-66.
• [5] Zadroga, B., Olańczuk-Neyman K., Ochrona i rekultywacja podłoża gruntowego: aspekty geotechniczno-budowlane, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2001.
• [6] Pastewski S., Czacharowski P., Mędrzycka K., Usuwanie hydrofobowych zanieczyszczeń ropopochodnych z gleby metodą odmywania za pomocą roztworów związków powierzchniowo czynnych, Polska Inżynieria Środowiska pięć lat po wstąpieniu do Unii Europejskiej, red. J. Ozonek, M. Pawłowska, Monografie Polskiej Akademii Nauk Komitet Inżynierii Środowiska, Lublin 2009, T.1, nr 58, 183-188.
• [7] Klimuk E., Łebkowska M., Biotechnologia w ochronie środowiska, Warszawa 2004.
• [8] Marchut-Mikołajczyk O., Kwapisz E., Antczak T., Enzymatyczna bioremediacja ksenobiotyków, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2013, t. 16, nr 1, s. 39-55
• [9] Kot-Wasik A., Dąbrowska D., Namieśnik J., Degradacja związków organicznych w środowisku, Gdańsk 2003, 699-721.
• [10] Kujawska J., Sposoby zagospodarowania i utylizacji zwiercin powstających przy poszukiwaniu gazu łupkowego, Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2014, 4, 441- 450.
• [11] Błaszczyk M.K., Mikroorganizmy w ochronie środowiska, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
• [12] Zamorska J., Papciak D., Usuwanie związków ropopochodnych z gruntu – mikroorganizmy i warunki prowadzenia procesu, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej nr 218, Rzeszów 2004, 159-169.
• [13] Gałązka A., Zanieczyszczenia gleb substancjami ropopochodnymi z uwzględnieniem biologicznych metod ich oczyszczania, Kosmos, Problemy Nauk Biologicznych 2015, 64, 1(306), 145-164.
• [14] Kołaczek H., Koszycki P., Biologiczne mechanizmy oczyszczania skażeń organicznych w glebie, Wydział Ogrodniczy Akademii Rolniczej, Kraków 2005, 28-40.
• [15] Rahman, Pattanathu KSM, Gakpe E., Production, characterization and applications of biosurfactants - Review, Biotechnology 2008, 7(2), 360-370.
• [16] Wydro U., Łapiński D., Ofman P, Struk-Sokołowska J., Wspomaganie procesów bioremediacji gleb zanieczyszczonych, Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2015, 5, 503-515.
• [17] Singh V.P., Stapleton, Jr. R.D., Biotransformations: Bioremediation Technology for Health and Environmental Protection, Elsevier Science, Amsterdam 2002.
• [18] Nowak J., Bioremediacja gleb z ropy i jej produktów, Biotechnologia 2008, 1(80), 97-108.
• [19] Leitao A.L., Potential of Penicillium species in the bioremediation field, International Journal of Environmental Research and Public Health 2009, 6(4), 1393-1417.
• [20] Malina G., Szczepański A., Likwidacja zanieczyszczeń substancjami ropopochodnymi w środowisku wodno-gruntowym, PIOŚ, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa 1994.
• [21] Karaszkiewicz J., Zastosowanie metod mikrobiologicznych w intensyfikacji eksploatacji Karpackich złóż ropy naftowej, Wyd. Śląsk, Katowice 1974.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).