Effect of bioremediation on genotoxicity of soil contaminated with diesel oil

• Autorzy: Kołwzan B.

Warianty tytułu

PL

Wpływ bioremediacji na genotoksyczność gleby skażonej olejem napędowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Soil contaminated with diesel oil was made subject to bioremediation conducted in field lysimeters. After 22 weeks the efficiency of the process exceeded 99%. The mutagenic and carcinogenic properties of the soil contaminants were analyzed using the results of the Ames test. The study has produced the following findings. The soil extracts exhibited mutagenic and carcinogenic properties not only immediately after contamination with diesel oil (10 wt.%), but also upon termination of the bioremediation process. The bioremediation process reduced the mutagenicity of the soil. With the exception of particularly sensitive strain of the YG series, the extracts from the bioremediated soil did not increase the number of revertants of the strain of Salmonella typhimurium TA 98. Seemingly, upon bioremediation the soil contained either nitro derivatives of organic compounds or any other compounds that are formed during biodegradation of diesel oil. The extracts from bioremediated soil contained compounds requiring and non-requiring metabolic activation. Mutagenic substances were present in the dichloromethane extract from soil alone. Being absent in the water extract, they were not subject to leaching and in consequence posed no ecological hazard.

PL

Bioremediację gleby skażonej olejem napędowym prowadzono w lizymetrach polowych. Skuteczność procesu oczyszczania po 22 tygodniach wyniosła ponad 99%. Właściwości mutagenne i rakotwórcze zanieczyszczeń zawartych w glebie analizowano na podstawie wyników testu Amesa. Wykazano, że zarówno ekstrakt z gleby świeżo skażonej olejem napędowym (10% mas.), jak i z gleb po bioremediacji miał właściwości mutagenne i rakotwórcze. Stwierdzono obniżenie mutagenności gleby dzięki bioremediacji. Ekstrakty z oczyszczonych gleb nie zwiększały liczby rewertantów szczepu Salmonella typhimurium TA 98, a jedynie szczególnie wrażliwego szczepu testowego z serii YG. Można przypuszczać, że w glebach tych po oczyszczeniu były obecne związki stanowiące nitrowe pochodne związków organicznych lub inne związki powstające w procesie biodegradacji oleju napędowego. W ekstraktach z oczyszczonych gleb stwierdzono obecność zarówno związków wymagających, jak i niewymagających aktywacji metabolicznej. Substancje mutagenne były obecne jedynie w dichlorometanowych ekstraktach z gleby, ale nie w wyciągu wodnym. Nie podlegały zatem wymywaniu wodą i dlatego nie stwarzały potencjalnego zagrożenia ekologicznego.

Słowa kluczowe

EN

bioremediation; genotoxicity; soil pollution; diesel oil; biodegradation; soil; Ames test

PL

bioremediacja; genotoksyczność; zanieczyszczenie gleby; skażenie gleby; olej napędowy; biodegradacja; gleba; test Amesa

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Environment Protection Engineering
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 35, nr 1
• Strony: 95--103
• Opis fizyczny: bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Kołwzan B.

• Institute of Environmental Protection Engineering, Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• [1] KOŁWZAN B., Bioremediacja gleb skażonych produktami naftowymi wraz z oceną ekotoksykologiczną, Oficyna Wydawnicza PWr., Wrocław, 2005.
• [2] DORN P.B., SALANITRO J.P., Temporal ecological assessment of oil contaminated soil before and after bioremediation, Chemosphere, 2000, 40, 419–426.
• [3] SALANITRO J.P., DORN P.B., HUESEMANN M.H., MOORE K.O., RHODES I.A., RICE-JACKSON L.M., VIPOND T.E., WESTERN M.M., WIŚNIEWSKI H.L., Crude oil hydrocarbon bioremediation and soil ecotoxicity assessment, Environ, Sci. Technol., 1997, 31, 1769–1776.
• [4] BARBEE G.C., BROWN K.W., DONNELLY K.C., Fate of mutagenic chemicals in soil amended with petroleum and wood preserving sludge, Waste Management and Research, 1992, 10, 73–87.
• [5] HUDGES T.J., CLAXTON L.D., BROOKS L.R., WARREN S., BRENNER R., KREMER F., Genotoxicity of bioremediated soils from the Reilly tar site, St. Louis Park, Minnesota, Environ Health Perspective, 1998, 106 (suppl. 6), 1427–1433.
• [6] DUNCAN K., JENNINGS E., BUCK P., WELLS W. et al., Multispecies ecotoxicity assessment of petroleum contaminated soil, Soil and Sediment Contamination, Boca Raton, 2003, 12, 181–207.
• [7] WATANABE T., HIRAYAMA T., Genotoxicity of soil, Journal of Health Science, 2001, 47 (5), 433–438.
• [8] AMES B.M., MCCANN J., YAMASAKI E., Methods for detecting carcinogens and mutagens with the Salmonella / mammalian-microsome mutagenicity test, Mutat. Res., 1975, 31, 347–364.
• [9] MARON D.M., AMES B.N., Revised methods for Salmonella/mutagenicity tests, Mutat. Res., 1983, 113, 173–215.
• [10] ADAMIAK W., JADCZYK P., KUCHARCZYK J., Application of Salmonella strains with altered nitroreductase and O-acetyltransferase activities to the evaluation of the mutagenicity of airborne particles, Acta Microbiol. Polon., 1999, 48, 2, 131–140.
• [11] BERTHE-CONTI L., JACOBI H., KLEIHAUER S., WITTE L., Cytotoxicity and mutagenicity of a 2/4,6 trinitrotoluene (TNT) and hexogen contaminated soil in S. typhimurium and mammalian cells, Chemosphere, 1998, 37, 2, 209–218.
• [12] KOŁWZAN B., Ocena przydatności inokulantów do bioremediacji gleby skażonej produktami naftowymi, Ochrona Środowiska, 2008, 4, 3–14.
• [13] ŚLIWKA E., Oznaczanie zanieczyszczeń naftowych w glebie, [w:] Zanieczyszczenia naftowe w gruncie, J. Surygała (red.), Oficyna Wydawnicza PWr., Wrocław, 2000.
• [14] HAGIWARA Y., WATANABE M., ODA Y., SOFUNI T., NOHMI T., Specificity and sensivity of Salmonella typhimurium YG 1041 and YG 1042 strains possessing elevated levels of both nitroreductase and acetylotransferase activity, Mutat. Res., 1993, 291, 171–180.
• [15] WATANABE M., ISHIDETE M. Jr., NOHMI T., Sensitive method for detection of mutagenic nitroarenes and aromatic amines: new derivatives of Salmonella typhimurium tester strains possessing elevated O-acetyltransferase levels, Mutation Res., 1990, 234, 337–348.
• [16] BROWN K.W., DONNELLY K.C., Mutagenic activity of runoff and leachate waters from hazardous waste land treatment, Environmental Pollution (Series A), 1984, 35, 229–249.
• [17] BROWN K.W., DONNELLY K.C., THOMAS J.C., DAVOL P., Mutagenicity of three agricultural soils, The Science of Total Environment, 1985, 41, 173–186.
• [18] EDENHARDER R., ORTSEIFEN M., KOCH M., WESP H.F., Soil mutagens are airborne mutagens: variation of mutagenic activities induced in Salmonella typhimurium TA98 and TA100 by organic extracts of agricultural and forest soils in dependence on location and season, Mutat. Res., 2000, 472, 23–36.
• [19] BISPO A., JOURDAIN M.J., JAUZEIN M., Toxicity and genotoxicity of industrial soils polluted by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), Organic Geochemistry, 1999, 30, 947–952.