‌ارزیابی تجزیۀ بیولوژیکی برخی از سموم کشاورزی کلره توسط باکتری‌های جدا‌شده (برخی از گونه‌های سودوموناس) از رودخانه‌های استان مازندران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مربی پژوهشی بخش بیوتکنولوژی آزمایشگاه میکروبیولوژی‌ـ پژوهشکدۀ اکولوژی

چکیده

سموم کلره از‌جمله آلاینده‌های زیست‌محیطی هستند که نیمه‌عمر بالایی دارند و با ماندن در طبیعت، وارد زنجیرۀ غذایی می‌شوند و در‌نهایت به انسان انتقال می‌یابند و سبب بروز عوارض مختلف از‌جمله جهش در ژن‌های مختلف و سرطان‌زایی می‌شوند. در این پژوهش تجزیۀ بیولوژیک انواع سموم کلره نظیر آلفا، بتا و گاما هگزا کلروبنزن (لیندن)، DDT، آلدرین، دی‌آلدرین، آندوسولفان، اندرین و هپتاکلر توسط سه گونه سودوموناس به نام‌های آئروجینوزا، فلورسانس و پوتیدا جدا‌شده از رودخانه‌های استان مازندران (تجن، بابلرود و شیرود) در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شد. پس از آداپتاسیون باکتری‌های جدا‌شده در محیط پایۀ معدنی (به‌صورت مخلوط) به میزان 5درصد از مخلوط باکتری‌ها، به محیط پایۀ حاوی 30 میلی‌گرم بر لیتر از مخلوط استاندارد سموم کلره اضافه شد و در زمان‌های صفر، 24، 48، 54 و 120 ساعت، روند تجزیۀ بیولوژیک با استفاده از تغییرات رشد میکروب‌ها (جذب نوری) و اندازه‌گیری سموم کلره (با استفاده از دستگاه گاز کروماتوگرافی) آزمایش شد. نتایج نشان داد که بیشترین تجزیه مربوط به سم DDT و لیندن بوده است به‌طوری‌که غلظت آن‌ها در زمان 120 ساعت به‌ترتیب به 54/9 و3/9 میلی‌گرم بر لیتر رسیده بود. کمترین میزان تجزیه نیز مربوط به سم اندرین بود و غلظت آن‌ها در زمان 120 ساعت، 45/13 میلی‌گرم بر لیتر بود. بیشترین جذب یا  ODباکتری‌های استفاده‌شده در زمان 48 ساعت بوده است. نتیجه‌‌ای که از این پژوهش حاصل شد آن است که با استفادۀ بهینه از گونه‌های مختلف سودوموناس در مزارع کشاورزی، می‌توان غلظت سموم کشاورزی خصوصاً کلره را تا حد قابل قبولی کاهش داد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment biodegradation of chlorinated pesticides by isolated bacteria (Pseudomonas species) from the Mazandaran Rivers

نویسندگان [English]

  • zahra yaghoubzadeh
  • Reza Safari
چکیده [English]

Organochlorine pesticides are as environmental pollutants which have a high half-life and transmit from food chain to human and cause side effects such as mutations in different genes and finally cancer.
In this research, after sampling and quantitative and qualitative of organochlorine residue, biodegradation of alpha, beta and gamma hexachlorobenzene (Linden), DDT, Aldrin, Dieldrin, Endosulfan, Endrin and Heptachlor by three species of pseudomonas (aeruginosa, fluorescence, putida) isolated of Mazandaran Rivers (Tajan, Babolrood and Shiroud) was studied at laboratory scale.
After adaptation of the three species of psuedomonas in mineral medium, 5% of the mixture culture was added to the medium containing 30 mg l of mixture pesticides. Changes of bacterial growth and pesticides concentration in zero, 24, 48, 54 and 120 hours were determined by observation of optical density (spectrophotometer) and gas chromatography respectively.
The results showed that the highest biodegradation of pesticides was referred to DDT and Lindane, so that concentration of two pectisides was 9.54 and 9.3 after 120 hours respectively. The lowest biodegradation of pesticides was referred to endrine and it,s concenteration in 120 hours 13.45 mg l. The maximum absorbance of bacteria were observed in 48 hours.
The conclusion showed that pseudomonase has high potencial for organochlorine pecticides biodegradation especially DDT and lindane in bench scale and can be used different species of pseudomonase in full scale for decreasing of organochlorine.
 
 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agricultural chlorate toxins
  • Pseudomonas
  • biodegradation
  • Rivers

 

 Aislabiea,J. M., Richardsb, N. K., Boul, H. L., 1997. Microbial degradation of DDT and its residues- a review. New Zealand Journal of Agricultural Research. Volume 40, Issue 2, pages 269-282

Alonso, P. P., 1995. Determination of organochlorine pesticides in water. Quim. Anal. 30. 323 - 325.

American Public Health Association (APHA)., 2005. American Water Works Association (AWWA) & Water Environment Federation (WEF). Standard methods for the examination of water and wastewater. 22th.

Amherst, M. A., 2000. Bioremediation of DDT and Toxaphene contaminated soils. 16 th Annual International Conference on contaminated soils, sediments and water, october 16.

Awasthi, N., Ahuja, R., Kumar, A., 2000. Factors influencing the degradation of soil applied endosulfan somers. Soil Biology and Biochemistry Volume 32, Issues 11–12, Pages 1697–1705

Bachmann, A.,Walet,P., Wijnen, P.,  Bruin, W., Huntjens, J.L., Roelofsen, W., Zehnder, A.J., 1988. Biodegradation of alpha and beta - HCH in a soil slurry under different redox conditions Appl Environ Microbiol. 54(1):143-9.

Bumpus, J.A., Aust,S.D., 1987. Biodegradation of DDT [1,1,1-trichloro-2,2-bis(4-chlorophenyl)ethane] by the white rot fungus Phanerochaete chrysosporium. Appl Environ Microbiol. 53(9):2001–2008.

Dabiri, M., 2000. Environmental pollution (air, water, soil and noise), Ettehad of Publications. Pp. 221 to 230. (In Persian)

Deo, P.G., Karanth. N.G., Karanth, N.G., 1998. Biodegradation of hexechlorocyclohexane isomer in soil environment. Crie Rev Microbiol; 20(1):57-78.

Eichner, M., 1990. Residue determinations of organocholorine insecticides and PCBS in fish and water from lake constance and the upper Rhine and its tributaries Z. lebensm. unters Forsch. 161. 327 – 336.

Erfan Manesh, M., 2000. Environmental contamination of water, soil and air.Ardakan of Publications, pp, 38-50. (In Persian)

Esmaili Sari, A., 2002. pollution, health and environmental standards. Publications mehr of pattern, pp, 287 to 302. (In Persian)

 Gupta, A., Kaushik,C.P., Kaushik, A., 2000. Degradation of exachlorocyclohexane ( HCH ;  and  ) by Bacillus circulans and Bacillus brevis isolated from soil contaminated with HCH. Soil Biology and Biochemistry Volume 32, Issues 11–12, Pages 1803–1805.

Kannan, K. ,  Tanabe, Sh.,  Ramesh, A., Subramanian, A.,  Tatsukawa, R., 1992. Persistent organcholorine residues in food stuffs from India and their implications on human dietary exposure. Journal Agricultural and Foodchem. ACS Publications 40 (3), pp 518–524

Katayama, A., Fujimura, y., Kuwatsuka, Sh., 1993.Microbial degradation of DDT at extremely low concentrations. Journal of Pesticide Science. VOL,18, NO.4, Page.353-359.

Kim, I.S., Ishii, H., Sayles, G.D., Kupferle, M.K., Huang, T.L., 1998. Biotransformation of Hexachlorobenzene by Anaerobic Enriched Cultures. Battelle Press.

Kojima, K., Araki, T., 1995. Recent status of organochlorine pesticide residues in foods in Japan. Environ. Qual. safety 4, 74 - 79.

Laloee, F., 1999. Tajan River Environmental Studies. Caspian Sea Ecological Research and water Organization. (In Persian)

 Lee, R.J., 2010. The microbiology of drinking water. Wessex Water, Regional Scientific Centre, Saltford, Bristol, England, UK.

Martinez , C (1997) Biodegradation of DDT : the Role of pleurotus sp. a  lignicolous fungus.

 Middeldorp, P. J. M.,  Jaspers, M.,  Zehnder, A. J. B.,  Schraa, G., 1996. Biotransformation of  , , and - Hexachlorocyclohexane under methanogenic conditions. Environmental Science Technology. 30 (7), pp 2345–2349.

  Mohapatra, S. P.,  Kumar, M.,  Gajbhiye, V. T., Agnihotri, N. P., 1995. Groundwater contamimation by organochlorine insecticide in a rural area in the Indo – gangetic plain. Environmental Monitoring and Assessment, Volume 35, Issue 2, pp 155-164.

Nadeau, L.J., Menn. F.M., Breen, A., Sayler, G.S., 1994. Aerobic degradation of 1,1,1- trichloro - 2, 2 – bis - ( 4 – chlorophenyl ) ethane ( DDT ) by Alcaligenes eutrophus A5. Appl Environ Microbiol , 60 : 51 – 5.

Najafpour, SH., 1998. Continuing Survey of pesticides in river road, Final Report, Mazandaran Fisheries Research Center (In Persian).

Najafpour, SH., 2000. Continuing Survey of pesticides in river road, Final Report, Mazandaran Fisheries Research Center (In Persian).

Raghu, k., MacRae, IC., 1966. Biodegradation of gamma - isomer of benzene hexachloride in submerged soils. science 154 , 263 – 264.

Rajkumar, B., Mononmani. H.K.,2002. Aerobic degradation of dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) by Serratia marcescens DT – 1P, Process Biochemistry Volume 38, Issue 1, Pages 49–56.

Senoo, K., Nishiyama, M., Matsumoto, S., 1996. Bioremediation of gamma-HCH-polluted field soil by inoculation with an aerobic gamma-HCH-decomposing bacterium (Sphingomonas paucimobilis SS86). Soil Science and Plant Nutrition 42(1): 11-19.

Subba Rao, R.V.,  Alexander, M., 1997. Cometabolism product of 1 , 1 , 1 - trichloro -2 , 2 - bis – ( 4- chlorophenyl ) ethane (DDT) by Pseudomonas putida. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 25(4):855-6.

Wedemeyer, G., 1993. Dechlorination of DDT by Aerobacter aerogenes. Appl Microbiol , 15 : 569 – 74.