بررسی ترکیبات اسانس و فعالیت آنتی اکسیدانی در گلهای اول و آخر فصل رویش و تکوین گل درAchilleawilhelmsiiC.Koch
دانلود نمونه پروپوزال ارشد با عنوان بررسی ترکیبات اسانس و فعالیت آنتی اکسیدانی در گلهای اول تیره کاسنی با فرمت ورد قابل ویرایش
بررسی ترکیبات اسانس و فعالیت آنتی اکسیدانی در گلهای اول و آخر فصل رویش و تکوین گل درAchilleawilhelmsiiC.Koch
با سلام پاورپوینتی زیبا دررابطه با ترکیبات مواد که خیلی به درد میخوره .
تو این پاور خیلی چیزارو گفته . مثلا انواع ترکیبات مواد 4 تا . ترکیبات قهوه ، ترکیبات روغن زیتون و... و کلی چیز و همه چیز که به ترکیبات مواد مربوطه .
درضمن این پاور قابل تغییراته یعنی میتونید مطلب بذارید و بردارید .
راستی به درد مدرست هم میخوره که ببری مدرسه و به معلم نشون بدی اونم برات یه 20 بذاره .
موفق باشید ☺
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:90
فهرست مطالب:
مقدمه ......................................................................................................................................................................6
بنزین ........................................................................................................................................................................7
مروری بر سیر مصرف بنزین درجهان وایران .............................................................................................................8
اهداف این پروژه .......................................................................................................................................................11
تبدیل کاتالیستی ......................................................................................................................................................12
تاریخچه ی واحد تبدیل کاتالیستی ............................................................................................................................15
اکتان یا درجه ی آرام سوزی .....................................................................................................................................16
واحدهای ریفرمینگ در ایران ......................................................................................................................................17
واحد آروماتیک مجتمع های پتروشیمی .....................................................................................................................18
فرآیند واحد تبدیل کاتالیستی ...................................................................................................................................22
شرح فرآیند واحد تبدیل کاتالیستی .............. ...........................................................................................................23
متغیرهای عملیاتی ................................................................................................................................................... 26
واحد آروماتیک مجتمع های پالایشگاهی ................................................................................................................ 31
خوراک و محصول .....................................................................................................................................................34
شرح فرآیند واحد ریفرمینگ .....................................................................................................................................39
واکنش های انجام شده در ریفرمینگ کاتالیستی ......................................................................................................41
متغیرهای عملیاتی .....................................................................................................................................................45
اکتان بنزین پالایشگاه واقدامات لازم درجهت افزایش آن ..........................................................................................55
مقایسه ی شرایط تولید بنزین....................................................................................................................................57
راکتورها .....................................................................................................................................................................63
واکنشهای انجام شده درراکتورهای آرومایزینگ .......................................................................................................66
کاتالیست راکتورهای آرومایزینگ ............................................................................................................................ 72
مشخصات کاتالیست راکتورهای آرومایزینگ .............................................................................................................74
مکانیسم کاتالیست راکتورهای آرومایزینگ ...............................................................................................................75
سموم کاتالیست ........................................................................................................................................................79
بازسازی کاتالیست ....................................................................................................................................................82
برسی هزینه ها و سود و زیان طرح ...........................................................................................................................84
منابع و ماخذ .............................................................................................................................................................90
مقدمه :
بنزین :
بنزین مایعی مشتق شده از نفت است که در پالایشگاه نفت تولید می گردد و به عنوان سوخت در موتورهای درون سوز مورد استفاده قرار می گیرد .
بنزین اهمیت بسزایی در توسعه ی جوامع بشری و اقتصاد ملت ها دارا است که این اهمیت ناشی از تکامل
بشری و حرکت به سمت مدرنیزه شدن و مکانیزه شدن صنعت های بشری و به طور کلی پیشرفت روزافزون
ملت ها است .
بنزین مخلوطی از پارافین ها ، آلکان ها ، نفتن ها ، سیکلو آلکان ها و آروماتیک ها است و همچنین شامل مواد آلی از قبیل اترهای آلی و مقداری کمی ناخالصی مانند دی سولفیدها ، تیوفن ها و سولفید هیدروژن می باشد . همچنین افزودنی هایی به منظور بهبود هر چه بیشتر این خواص به آن اضافه می شود.
مهمترین خاصیت بنزین عدد اکتان است که نشان دهنده میزان مقاومت بنزین در برابر انفجار زود هنگام در سیلندر موتور است که باعث ضربه زدن به موتور و آسیب های جدی به موتور می شود . معیارهای قراردادی مختلفی برای بیان عدد اکتان وجود دارد بنابراین بسته به سیستم مورد استفاده سوخت های مشابه ممکن است اعداد اکتان متفاوت داشته باشند .
محدوده ی جوش بنزین به سه قسمت تقسیم می شود و هر قسمت گویای خاصیتی از بنزین است . قسمت اول که تا 25 درصد ابتدای بنزین است نشان گر کیفیت روشن شدن اتومبیل است . قسمت دوم تا 50 درصد تقطیر قدرت سوخت و ارزش حرارتی آن را نشان می دهد و از 50 تا 90 درصد تقطیر قسمت سوم منحنی مشخص کننده میزان ترکیبات سنگین در بنزین است و نشان می دهد چه مقدار از ترکیبات سنگین ممکن است در اثر حرارت موتور تجزیه شود .
مزایای بنزین و سوخت های مایع نسبت به سوخت های جامد این است که پس از سوختن ، خاکستر بر جا نمی گذارند . سوخت های مایع را می توان در محوطه ای دور از مصرف و به اشکال مختلف انبار کرد
مروری بر سیر مصرف بنزین در جهان وایران
از زمان کشف موتورهای درون سوز ، بنزین به عنوان یکی از مهمترین فرآورده های نفتی سبک جهان به
شمار می آید و تقریبا 98 درصد آن در بخش حمل ونقل مصرف می شود . در سال 1977 در حدود 4/906
میلیون تن بنزین در جهان مصرف شده است که 28 درصد فرآورده های نفتی انرژی را شامل می شود .
یکی از دلایل بالا بودن نرخ رشد مصرف بنزین در کشورهای آسیایی را می توان به تعداد کشورهای در حال
توسعه در این منطقه نسبت داد برای مثال در طی دوره ی 1987 تا 1988 ، چین 2/8 درصد و ایران 6
درصد نرخ رشد مصرف بنزین داشته اند . در حالی که یکی از دلایل پایین بودن نرخ مصرف بنزین در
کشورهای اروپایی و کشورهای آمریکای شمالی ، اعمال سیاست های صرفه جویی و تولید ماشین های کم
مصرف بوده است .
در بین مناطق مختلف جهان ، آمریکای شمالی با سهم 5/45 درصد ، بزرگترین مصرف کننده و آفریقا با
سهم 7/2 درصد کمترین مصرف را داشته اند . در هر منطقه نیز کشورهای مختلف از مصرف متعادل
برخوردار نبوده اند . در آمریکای شمالی ، ایالات متحده به عنوان سرآمد مصرف بنزین در جهان ، بزرگترین
کشور مصرف کننده است . این کشور در سال 1977 حدود 40 درصد مصرف بنزین را به خود اختصاص
داده ، در حالی که در سال 1988 این رقم به حدود 45 درصد رسید ، به عبارت دیگر با افزایش رشد مصرف
کشورهای دیگر ، سهم آمریکا کمتر شده است .در بین کشورهای اروپایی وضعیت نسبتا متعادل تری وجود
دارد اما در کشور های اسیایی ژاپن وچین هر کدام به ترتیب با 6/7 و5/4 درصد از مصرف بنزین در جهان را
دارا می باشند که موجب افزایش سهم آسیا از مصرف بنزین شده است .
اما در ایران با نگاهی به آمار وارقام در می یابیم که سیر مصرف انرژی و به خصوص فرآورده های نفتی در
ایران همواره سیر صعودی داشته است به گونه ای که مصرف انرژی به ویژه فرآورده های نفتی ، از زمان
کشف و احداث نخستین پالایشگاه در ایران به شدت رو به افزایش نهاده به گونه ای که مصرف فرآورده های
نفتی ، از 16346 میلیون لیتر در سال 1353 با متوسط نرخ رشد سالانه 6 درصد به 73640 میلیون لیتر در
سال 1380 رسیده است .
مطابق گزارش عملکرد سالانه شرکت پخش و پالایش فرآورده های نفتی ، در سال 1380 ، از بین فرآورده
های نفتی سهم بنزین در سال مذکور 5/20 درصد محاسبه شده است .
درحال حاضر نیاز و مصرف روزانه بنزین طبق گزارش رسمی بیش از 82 میلیون لیتر در روز است که حدود 42 میلیون لیتر توسط 9 پالایشگاه کشور تولید می شود و متاسفانه حدوداً 40 میلیون لیتر باید ازخارج خریداری شود .
این مساله به خوبی نمایان است که در کشور ما ایران که یکی از بزرگترین تولید کنندگان نفت خام در جهان است ، متاسفانه با کمبود تولید داخلی این ماده مهم وحیاتی پیش رو هستیم که این امر ناشی از کم بودن تعداد پالایشگاه های موجود در سطح کشور با توجه به حجم استهلاک بنزین در سطح کشور است . به این علت ایران با وجود این که یکی از بزرگ ترین صادر کنندگان نفت است در عین حال یکی از بزرگترین وارد کنندگان این ماده ی مشتق نفتی است که این امر یکی از نقاط ضعف کشور ایران در امر صنعت نفت است .
تقاضای زیاد بنزین در ایران و کمبود تولید داخلی بنزین در پالایشگاه های داخل کشور ، ایران را به یکی از
وارد کننده گان بزرگ بنزین تبدیل کرده است که با توجه به استراتژیک بودن این محصول همواره با تهدید
تحریم آن ، از کشورهای استثمارگر مواجه هستیم .
برای مقابله با این تهدید ها ، می توان از توانایی کشور در زمینه ی صنعت پتروشیمی استفاده کرد . در این
خصوص می توان از مجتمع هایی که بر مبنای ترکیبات آروماتیکی کار می کنند استفاده کرد .
در راس فرآیندهای این مجتمع ها فرآیند ریفرمینگ کاتالیستی قرار دارد. از این فرآیندها در صنایع پالایش
برای تولید سوخت هایی با عدد اکتان بالا استفاده می شود ودرمجتمع های پتروشیمی با استفاده ازخوراک نفتا، محصولاتی نظیر بنزن، اتیل بنزن، تولوئن، زایلن و ارتوپازایلن تولید می گردد . معمولا با ایجاد تغییراتی بر روی شرایط دمایی و فشاریی راکتورهای پتروشیمی هایی که تولید ترکیبات آروماتیکی می کنند می توان محصول خروجی آنها را به سمت تولید بنزین با کیفیت مناسب و عدد اکتان بالا هدایت کرد .
توجه به این مساله ضروری است که با توجه به مصرف روزافزون و محدود بودن ظرفیت موجود پالایشگاه ها لازم است به دنبال روش های دیگری برای تولید بنزین باشیم . اگر بنزین وارداتی را از طریق پتروشیمی های آروماتیکی تامین کنیم روزانه می توان 5/14 میلیون لیتر بنزین را می توان تولید کرد اگر چه هدف مجتمع های پتروشیمی تولید بنزین نیست ولی در جهت همکاری با پالایشگاه ها و خنثی کردن تهدیدهای خارجی می بایست در این مجتمع ها اقدام به تولید بنزین کنیم .
هوا مخلوطی از گازهای مختلف است. گرچه جو زمین ظاهراً به دلیل ماهیت گازی شکل خود بی وزن به نظر می رسد، اما دارای جرمی به مقدار 1014×6/5 تن می باشد. به استثنای بخار آب، نسبت اختلاط گازهای تشکیل دهنده هوا تا ارتفاع 60 کیلومتری نسبتاً ثابت است. حدود 99 درصد حجم هوای زمین را دو گاز ازت و اکسیژن تشکیل می دهد که ازت با 78 درصد، پیکره اصلی جو زمین است، بعد از آن اکسیژن قرار دارد، و سایر گازها فقط یک درصد را شامل می شوندو جدول گازهای تشکیل دهنده جو را در یک هوای خشک (بدون بخار آب و آلاینده ها) به صورتهای حجمی و جرمی نشان می دهد که معمولاً تقسیم بندی حجمی آن متداولتر است. اگر سهم بخار آب موجود در جو را نیز در این تقسیم بندی دخالت دهیم، این نسبتها ثابت نخواهد بود زیرا دمای طبقات پایین جو همیشه در حال تغییر است و با رسیدن دما به نقطه میعان و تبدیل بخار به مایع، درصد حجمی بخارآب در جو تغییر خواهد کرد. گرچه وزن مولکولی بخار آب از وزن سایر عناصر تشکیل دهنده جو کمتر است، با این وجود بخار آب عمده در لایه های پایین جو متمرکز می باشد. بیشترین مقدار بخار آب در لایه مجاور سطح زمین است و با افزایش ارتفاع، به سرعت از میزان آن کاسته می شود
164 صفحه
نوع فایل word
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:123
پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته زیست شناسی (M.A)
گرایش: میکروبیولوژی
فهرست مطالب:
عنوان شماره صفحه
چکیده 1
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1- مقدمه 3
1-2- بیان مسئله 4
1-3- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق 5
1-4- ادبیات تحقیق 6
1-5- اهداف تحقیق 10
1-5-1 اهدف کلی 10
1-5-2 اهداف جزئی 10
1-5-3 اهداف کاربردی 11
1-6- سؤالات تحقیق 11
فصل دوم: مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1- خلیج فارس 13
2-2- استان بوشهر 14
2-3- نفت و آلودگیهای نفتی 15
2-4- ورود نفت به آب دریا 17
2-5- تغییرات نفت پس از ورود به آب دریا 17
2-5-1 پراکنده شدن 18
2-5-2 پخش شدن مواد نفتی در سطح آب 18
2-5-3 حل شدن 18
2-5-4 تبخیر شدن 18
2-5-5 اکسیداسیون فتوشیمیایی 18
2-5-6 بحالت امولسیون در آمدن 19
2-5-7 قابلیت تجزیه زیستی 19
2-5-8 ته نشین شدن 19
2-6- تجزیهزیستی 20
2-7- معرفی هیدروکربنهای آروماتیک 20
2-7-1 طبقهبندی ترکیبات آروماتیک 20
2-7-2 فرمولاسیون ترکیبات آروماتیک 21
2-7-3 خواص فیزیکی و شیمیایی 22
2-7-4 درجه سمیت ترکیبات آروماتیک 23
2-7-5 اثرات هیدروکربنهای پلیآروماتیک روی سلامتی انسانها و موجودات زنده 27
2-7-6 هیدروکربن های پلی سیکلیک آروماتیک و سرطان 27
2-7-7 چه عاملی ترکیب را سرطانزا میکند؟ 27
2-8- فنل 28
2-8-1 کلیات ترکیب فنل 28
2-8-2 نامگذاری 28
2-8-3 فنولهای طبیعی 29
2-8-4 ساختمان مولکولی و خواص فیزیکی 29
2-8-5 خواص فیزیکی 29
2-8-6 تأثیر فنل بر محیط زیست و موجودات زنده 30
2-8-7 کاربردها 30
2-9- تجزیهزیستی 30
2-9-1 روشهای پاکسازی بیولوژیکی 31
2-9-2 مبانی زیستدرمانی 32
2-9-3 میکروارگانیسمهای هوازی 32
2-9-4 میکروارگانیسمهای بیهوازی 32
2-9-5 مخمرها و قارچها 33
2-9-6 استفاده از بیوراکتورها 33
2-9-7 کومتابولیسم 34
2-9-8 دینیتریفیکاسیون 34
2-9-9 کمپوست کردن 34
2-9-10 درمان بیولوژیکی 34
2-10- میکروارگانیسم های تجزیه کننده ترکیبات آروماتیک 35
2-11- مسیر های تجزیه زیستی 36
2-11-1 تجزیه میکروبی فنل 36
2-11-2 تجزیه میکروبی نفتالین 39
فصل سوم: روش شناسی تحقیق
3-1- محیط کشتهای مورد استفاده 44
3-1-1 محیط ONR7a 44
3-1-2 محیط (ONR7a + نفتالین) آگار 45
3-1-3 محیط) +ONR7a فنل( آگار 45
3-1-4 محیط مارین براث (MB) 45
3-1-5 محیط مارین آگار (MA) 46
3-1-6 محیط نوترینت براث (NB) 46
3-1-7 محیط نوترینت آگار (NA) 46
3-2- محلولها 47
3-2-1 سرم فیزیولوژی 47
3-2-2 محلول اتیلندیآمینوتترااستیکاسید (EDTA) 47
3-2-3 محلول Tris-Base 48
3-2-4 محلول TBE 48
3-2-5 محلول EDTA Tris-Base- (TE) 48
3-2-6 محلول اتیدیوم بروماید 48
3-3- مواد مصرف شده در PCR 49
3-4- دستگاههای مورد استفاده 49
3-5- روش عملی 50
3-5-1 نمونه برداری به منظور جداسازی باکتری های تجزیه کننده 50
3-5-2 شمارش باکتری های موجود در محیط 51
3-5-2-1 شمارش باکتری های هتروتروف 51
3-5-2-2 شمارش باکتریهای تجزیهکننده نفتالین 51
3-5-2-3 شمارش باکتریهای تجزیهکننده فنل 51
3-5-3 جداسازی باکتری های تجزیه کننده 51
3-5-3-1 جداسازی و غربالگری باکتری های تجزیه کننده 51
3-5-3-2 تست های تکمیلی 52
3-5-3-2-1 سنجش رشد باکتری 52
3-5-3-2-2 فعالیت امولسیونکنندگی (E24) 52
3-5-3-2-3 سنجش حذف فنل 52
3-5-3-2-4 سنجش حذف نفتالین 52
3-5-4 شناسایی باکتری ها 53
3-5-4-1 استخراج DNA ژنومی با روش فنل کلروفورم 53
3-5-4-2 تعیین غلظت DNA استخراج شده 54
3-5-4-3 برنامه وغلظت مواد مورد استفاده در PCR 54
3-5-4-4 بررسی محصول PCR 54
3-5-4-5BLAST کردن نتایج حاصل از توالی یابی نوکلئوتیدی نمونه ها 55
فصل چهارم: نتایج یافته های تحقیق
4-1- نمونه برداری 57
4-2- شمارش باکتری ها 58
4-2-1 شمارش تعداد کل هتروتروفها 58
4-2-2 شمارش تعداد کل تجزیه کنندهها 60
4-3- نکات ایمنی جهت استفاده از فنل و نفتالین 61
4-4- جداسازی میکروارگانیسم های تجزیه کننده 62
4-4-1 کشت نمونهها در محیط ONR7a به اضافه فنل جهت جداسازی باکتریهای تجزیهکننده فنل 62
4-4-2 کشت نمونهها در محیط ONR7a به اضافه نفتالین جهت جداسازی باکتریهای تجزیه کننده نفتالین 62
4-5- تستهای تکمیلی جهت انتخاب باکتریهایی با توان بالای تجزیه فنل و نفتالین 63
4-5-1 سنجش میزان رشد باکتری های تجزیه کننده فنل و نفتالین 63
4-5-2 فعالیت امولسیون کنندگی (E24) 67
4-5-3 سنجش حذف ترکیبات آروماتیک 71
4-5-3-1 سنجش حذف نفتالین 71
4-5-3-2 سنجش حذف فنل 73
4-6- شناسایی مولکولی نمونه های تجزیه کننده ترکیبات آروماتیک 75
4-6-1 بررسی محصول PCR 75
4-6-2 BLAST کردن توالی نوکلئوتیدی نمونه ها 76
4-7- رسم درخت فیلوژنی برای سویهها 92
4-8- فاصله ژنتیکی بین سویهها 94
فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری
5-1- بحث و نتیجه گیری 97
5-2- پیشنهادات 100
منابع و مآخذ 101
فهرست منابع فارسی 101
فهرست منابع انگلیسی 103
چکیده انگلیسی 108
فهرست جداول
عنوان شماره صفحه
جدول 2-1: 28 ترکیبات آروماتیک به ترتیب میزان سمیت 23
جدول 3-1: ترکیبات محیط کشت ONR7a 44
جدول 3-2: ترکیبات محیط کشت مارین براث (MB) 45
جدول 3-3: ترکیبات محیط کشت نوترینت براث 46
جدول 3-4: ترکیبات سرم فیزیولوژی 47
جدول 3-5: ترکیبات سرم فیزیولوژی 47
جدول 3-6: توالی و خصوصیات پرایمرهای مورد استفاده جهت شناسایی ژن 16 SrRNA 49
جدول 3-7: دستگاه های مورد استفاده و مدل آنها 49
جدول 3-8: غلظت مواد مورد استفاده در PCR با پرایمرهایAlk 54
جدول 4-1: نامگذاری و معرفی نقاط نمونه گیری بر حسب مشخصات جغرافیایی 57
جدول 4-2: نتایج شمارش باکتریهای هتروتروف 59
جدول 4-3: نتایج شمارش کل باکتری های تجزیه کننده 60
جدول 4-4: نتایج میزان جذب نوری نمونههای تجزیهکننده فنل در طول موج 600 نانومتر 64
جدول 4-5: نتایج میزان جذب نوری نمونههای تجزیهکننده نفتالین در طول موج 600 نانومتر 65
جدول 4-6: نتایج تست E24 برای نمونههای تجزیهکننده نفتالین 68
جدول 4-7: نتایج تست E24 برای نمونههای تجزیهکننده فنل 70
جدول 4-8: نتایج جذب UV جهت بررسی درصد حذف نفتالین 72
جدول 4-9: نتایج جذب UV جهت بررسی درصد حذف فنل 74
جدول 4-10: برنامه رسم درخت فیلوژنی سویه ها 92
جدول 4-11: برنامه رسم جدول فاصله های ژنتیکی سویه ها 94
جدول 4-12: فاصله ژنتیکی سویه ها 94
فهرست نمودارها
عنوان شماره صفحه
نمودار 2-1: مسیر تجزیه میکروبی فنل 36
نمودار 2-2: مسیر تجزیه میکروبی نفتالین 39
نمودار 4-1: درصد حذف فنل توسط سویههای تجزیهکننده این ترکیب 73
نمودار 4-2: درصد حذف فنل توسط سویههای تجزیهکننده این ترکیب 74
فهرست شکل ها
عنوان شماره صفحه
شکل 2-1: فرمول ککوله حلقه بنزن 21
شکل 2-2: فرمول ساختاری بنزن 21
شکل 2-3: نمایش موقعیت جانشینی روی حلقه دی متیل بنزن 21
شکل 2-4: برخی از آروماتیک های چند هسته ای فشرده 22
شکل 2-5: فرمول تترالین یا تتراهیدرونفتالن 22
شکل 2-6: مکانیسم های بروز سرطان 26
شکل 2-7: فرمول ساختاری فنل 28
شکل 4-1: پوشش کارشناس و نحوه قرار گیری صحیح در حین انجام کار با ترکیبات آروماتیک زیر هود 62
شکل 4-2: نمونههای کشت داده شده در محیط اختصاصی به اضافه فنل و نفتالین 63
شکل 4-3: نتایج تست E24 فعالیت امولسیون کنندگی 67
شکل 4-4: فاز آلی و آبی تفکیک شده در دکانتور, فاز آلی در قسمت بالا شامل هگزان و نفتالین و فاز آبی در پایین شامل ترکیبات محیط کشت اختصاصی و باکتری می باشد. 71
شکل 4-5: بررسی محصول PCR بر روی ژل آگارز 75
شکل 4-6: درخت فیلوژنی نمونهها 92
شکل 4-7: درخت فیلوژنی نمونههای جداسازی شده با مشخص بودن نتایج BLAST 93
چکیده
ترکیبات آروماتیک, جز آلایندههای نفتی بوده که در ساختمان مولکولی آنها حلقههای بنزنی بکار رفته و به لحاظ پایداری در محیطهای آبی از اهمیت خاصی برخوردار هستند. از آنجا که این ترکیبات بعنوان آلایندههای مهم در فهرست سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا آمدهاند و از طرفی که سال 2013 بعنوان سال جهانی حفاظت از محیط زیست نامگذاری شده است و در دهههای اخیر به دلایل مختلف آلودگی آب خلیجفارس بعنوان یک محیط بسته دریایی به این ترکیبات افزایش یافته است. هدف از این تحقیق جداسازی و شناسایی باکتریهای تجزیهکننده ترکیبات آروماتیک از نوار ساحلی استان بوشهر در خلیجفارس است. یکی از روشهای کاهش آلایندههای مختلف, روش بیولوژیک و استفاده از میکروارگانیسم ها جهت پاکسازی اینگونه آلایندهها است. در این مطالعه تعداد 25 نمونه آب, 6 نمونه خاک و 4 آب و خاک از نقاط مختلف با پراکنش مشخص از نوار ساحلی استان بوشهر جمع آوری گردید نمونهها به محیط اختصاصی ONR7a منتقل شد, سپس در محیط نوترینت آگار کشت داده شده و بر باکتریهای جدا شده تستهای میزان رشد و فعالیت امولسیون کنندگی (E24) و سنجش حذف برای بررسی میزان تجزیه فنل و نفتالین انجام شد. از باکتریهای جدا شده جهت تشخیص مولکولی, جداسازی DNA انجام شد, سپس توسط پرایمرهای Uni_1492R و Bac 27_F مورد PCR قرار گرفت و در نهایت تعداد 9 باکتری به عنوان تجزیه کننده فنل و نفتالین معرفی شدند. نتایج این تحقیق به وجود آلودگی به فنل و نفتالین در نوار ساحلی استان بوشهر و تفکیک منطقهای هر باکتری انجامید. سپس با توجه به رسم درخت فیلوژنی و بررسی فاصله بین نمونهها از صحت نتایج اطمینان حاصل شد.
کلمات کلیدی: تجزیه میکروبی, ترکیبات آروماتیک, منطقه ساحلی استان بوشهر, خلیجفارس, واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR).
فصل اول:
کلیات تحقیق
1-1- مقدمه
خلیجفارس به دلیل شرایط اقلیمی ویژهی حاکم بر آن بسیار شکننده و آسیبپذیر است و ورود کمترین آلایندهها به داخل دریا اثرات مخربی بر سلامت آبزیان و موجودات آن دارد. خلیجفارس با تمام مشکلات محیطی و اقلیمی که بر آن حاکم است از تنوع ژنی بالایی برخوردار است. از طرفی خلیجفارس محل حمل و نقل جهانی محسوب میشود و این امر موجب شده در سالهای گذشته لکههای نفتی بسیاری از این نفتکشها در آبهای خلیجفارس به جا بماند, از طرفی آلایندههای صنایع حاشیه سواحل وارد آب این دریا میشوند و همچنین بخشی از آلایندهها بر اثر حرکت نفتکشها و شناورها, رها کردن آب توازن کشتیها- حفاری و عملیات کشف نفت- تراوش و استخراج نفت و ریختن زبالهها از داخل شناورها به خلیجفارس تزریق میشوند. مرجانهای زیبا و گونههای نادر گیاهی و جانوری در حالی قربانی توسعه بی رویه غیر اصولی و هجوم انواع آلایندهها به درون دریا میشوند که هنوز سازمان حفاظت از محیط زیست به عنوان دستگاه متولی حفظ محیط زیست نتوانسته اقدام موثر و شایستهای در این زمینه انجام دهد. که در نهایت اینگونه بیتوجهیها منجر به مرگ و میر آبزیان و مهاجرت آنها به خارج از منطقه, تغییرات در تنوع زیستی و کاهش تنوع زیستی و تغییر رفتار موجودات در محیط زیست منطقه میشود که از جمله آثار ناشی از آن آلودگی دریاهاست.
بخش اعظم آلایندههای موجود در خلیجفارس از نوع نفتی است, از طرفی نفت از میلیونها ترکیب تشکیل شده است که در کل میتوان آنها را در 4 دسته تقسیمبندی کرد که عبارتند از ترکیبات آروماتیک, هیدروکربنهای اشباع, رزینها و آسفالتنها. از طرفی ترکیبات آروماتیک با توجه به تعداد حلقههای بنزنی به کار رفته در ساختارشان تقسیمبندی میشوند که در این پروژه از فنل بعنوان یک ترکیب آروماتیک تک حلقه و از نفتالین بعنوان یک ترکیب دو حلقه استفاده شده است. ترکیبات آروماتیک از طریق استنشاق, بلعیدن و تماس مستقیم با پوست قابلیت ورود به بدن داشته و در صورت بروز این رخداد منجر به بروز علایمی چون استفراغ, سرگیجه و اسهال میشود و با توجه به خصوصیات شیمیایی که دارا میباشند, توانایی ایجاد جهش در ژنوم موجودات زنده را دارند و میتواند منجر به بروز سرطان در موجود زنده شوند. در این پروژه با بررسی آلودگی منطقه ساحلی استان بوشهر به ترکیبات آروماتیک موفق به جداسازی و شناسایی 9 سویه تجزیه کننده ترکیبات آروماتیک شده و با رسم درخت فیلوژنی به بررسی جد مشترک میکروارگانیسمها پرداختهایم. بطور کلی این پایان نامه از 5 فصل تشکیل شده است که عبارتند از فصل اول شامل کلیه قسمتهای مربوط به پروپوزال جهت بیان مسئله و ارائه ضروریات اجرایی شدن مسئله و اهداف پروژه. فصل دوم مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق. فصل سوم شامل روش اجرای تحقیق میباشد.در فصل چهارم به تجزیه و تحلیل دادهها پرداخته ودر نهایت در فصل پایانی به بحث و نتیجهگیری و بیان پیشنهادات میپردازیم.
1-2- بیان مسئله
تجزیه زیستی مواد، به فرایندی اطلاق میشود که در طی آن مواد آلودهکننده خارجی به وسیله میکروارگانیسمهایی که قادرند از آنها استفاده کنند، به مواد بیضرر تبدیل میشوند (Luis and Mara et al 2000, 69-75; Chaıneau and Rougeux et al 2005, 1490-1496). که در آن از میکروبهای مختلف استفاده میشود و اساس کار آن استفاده از جمعیتهای میکروبی به منظور تجزیه آلایندهها بوده بنابراین ضرورت نظافت زیستگاههای طبیعی جمعیتهای میکروبی قبل از هر کار دیگر لازم و ضروری میباشد (Aitken and Stringfellow et al 1998, 743-752). آلودگی نفتی از معضلات زیست محیطی میباشد، هیدروکربنهای نفتی یک دسته از آلایندههای خطرناک محیط هستند که براساس فعالیتهای مختلف در محیط تجمع مییابند (Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46) نفتخام کمپلکس پیچیدهای از مخلوط صدها نوع ترکیب مختلف شامل هیدروکربنها, نیتروژن, گوگرد و وانادیوم است که قسمت هیدروکربن شامل ترکیبات آروماتیک, آلیفاتیک و آسفالتی است (Sisler and Zobell 1987, 521-522; Chaıneau and Rougeux et al 2005, 1490-1496; Feijoo-Siota and Rosa-Dos- Santos 2008, 185-192) ورود هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقهای PAHs به محیط زیست, اثرات بسیار خطرناکی در زندگی انسان خواهد داشت. مشخص شده است که PAH ها عوامل بالقوه سرطانزا برای انسان میباشند و به سرعت وارد بدن شده و در بافتهای چربی بدن ذخیره میشوند (Koch and Fuchs 1992, 649-671). هیدروکربنهای نفتی یک دسته از آلایندههای خطرناک محیط هستند که براساس فعالیتهای مختلف در محیط تجمع مییابند (Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46). این آلایندهها یکی از مهمترین آلودگیهای زیست محیطی دنیا محسوب میشود که در اثر دفع و دور ریز نامناسب فاضلابها، ضایعات، پساب صنعتی و پخش آلایندهها توسط نیروگاهها و نشت آلایندهها از مخازن نفت و ایستگاه سوختگیری و غیره وارد محیط زیست میشوند ((Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46; Cappello and Crisari et al. 2012, 39-50). استفاده از فعالیتهای بیولوژیکی محیطی (باکتریهای تجزیه کننده) در جهت حذف هیدروکربنهای نفتی که در این تحقیق ترکیبات آروماتیک میباشد نسبت به روشهای فیزیکی (سوزاندن) که آلودگی زیست محیطی ایجاد میکند و روش شیمیایی (سورفکتانتها) که روشی پرهزینه و دارای محدودیت میباشد مزیتی قابل توجهای دارد (MacGillirray and Shiaris et al 1999, 90-101; Vinas and Grifoll et al 2002, 252-261; Moslemi and Vosoughi et al 2005, 15-23). میزان تجزیه و معدنی شدن ترکیبات آلی وابسته به غلظت ترکیبات است بطوریکه غلظت بالای هیدروکربنها با محدود کردن مواد غذایی و اکسیژن یا از طریق اثرات سمی ایجاد شده بوسیله هیدروکربنهای فرار از تجزیه زیستی ممانعت میکند. رشد میکرواورگانیسمها روی هیدروکربنها اغلب همراه با امولسیونه کردن منابع کربن نامحلول در محیط کشت است. در اغلب موارد این همراه با تولید عوامل امولسیونه کننده خارج سلولی در طی شکست هیدروکربنها میباشد این فرآیند رشد میکرواورگانیسم روی نفت خام و متابولیزه کردن آن را امکانپذیر میسازد (حسن شاهیان و همکاران 1387، 8-1؛ طلایی و همکاران 1388، 68-57؛ طلایی و همکاران 1389، 68-80). در این تحقیق هدف بر این است که با جداسازی باکتریهای تجزیهکننده ترکیبات آروماتیک در اکوسیستم ایران و بکارگیری آنها به روش تجزیه زیستی موجبات کاهش این آلایندهها فراهم گردد.
1-3- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق
رشد روز افزون فعالیتهای صنعتی از یک سو و عدم رعایت الزامات زیست محیطی از سوی دیگر که باعث افزایش آلایندهها زیستمحیطی در چند دهه اخیر شده، ضرورت جلوگیری و ایجاد روشهای بهینهتر و اقتصادیتر برای از بین بردن این آلودگیهای محیطی بیش از پیش قابل توجه است. هیدروکربنهای نفتی یک دسته از آلایندههای خطرناک محیط هستند که براساس فعالیتهای مختلف در محیط زیست تجمع مییابند. هیدروکربنهای نفتی آلایندههای اصلی محیطهای دریایی هستند. خلیج فارس از متنوعترین اکوسیستمهای جهان است. در آبهای این منطقه 57.1% آلودگی نفتی مربوط به حمل و نقل کشتیها و 22.4% مربوط به بهرهبرداری از دریا است. آلودگی مزمن محیط با نفت منجر به بهم ریختگی اکولوژِیکی و مانع از استفاده پایدار آن توسط بشر میشود (R and J 2003, 1234-1243). مهمترین روشهای حذف این آلودگیها جداسازی فیزیکی، جذب، ژلسازی، امولسیونسازی و تصفیهزیستی میباشد اغلب این روشها براساس جابجا کردن، پخش نمودن و انتقال آلودگیها بوده و باعث حذف کامل آلایندهها نمیشوند(حسن شاهیان و همکاران 1387، 8-1؛ طلایی و همکاران 1388، 68-57؛ طلایی و همکاران 1389، 68-80). تجزیهزیستی مشتقات نفتی در محیطهای آلوده موثرتر, قویتر و از نظر اقتصادی مقرون بهصرفهتر از روشهای فیزیک و شیمیایی است (Fedorak and Westlake 1981, 367-375). هیدروکربنهای آروماتیک پلیسیکلیک (PAH) از دو یا چند حلقه شش عضوی تشکیل شدهاند که این حلقهها توسط اشتراک یک جفت اتمهای کربن بین حلقهها جوشخورده و بهم متصل شدهاند و سادهترین عضو این گروه نفتالین (C10H8) است (Zaidi and Imam 1999, 737-742) تا کنون 16 ترکیب PAH در فهرست سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا, بعنوان آلایندههای مهم آمده است. از مهمترین آنها میتوان به نفتالین, آنتراسین, فنانترن, فلورن, کریزن, فلورانتن, پیرن, مشتقات آنها اشاره کرد (R and J 2003, 1234-1243) بازیافت، تصفیه و دفع این مواد شیمیایی سمی اهمیت زیادی دارد و در حال حاضر تصفیه زیستی، یکی از فناوریهای اصلی برای رفع آلودگی زیست محیطی به شمار میرود. روشهای بیولوژیکی علاوه بر اینکه کم هزینهتر و موثرتر میباشد، سازگاری بیشتری نیز با محیط زیست دارند. تحقیقات بر روی تجزیهزیستی ترکیبات نفتی نشان داده است که این روش بهترین و موثرترین روشهای حذف ترکیبات نفتی از محیط زیست (خاکی و آبی) میباشد(حسن شاهیان و همکاران 1387، 8-1؛ طلایی و همکاران 1388، 68-57؛ طلایی و همکاران 1389، 68-80).
1-4- ادبیات تحقیق
برخی از تحقیقات انجام شده در زمینه جداسازی و شناسایی باکتریهای تجزیهکننده ترکیبات آروماتیک عبارتنداز:
Sisler و همکاران در سال 1987 با استفاده از Pseudomonas fluorescens در تحقیق خود در تجزیه بیولوژیکی خاکهای آلوده نفتی دریافتند که این سوش قادر است n آلکانهای زنجیره کوتاه و بلند و همچنین تعدادی از هیدروکربنهای آلیفاتیک و آروماتیک را تجزیه و تخریب کند (Sisler and Zobell 1987, 521-522), یکسال بعد یعنی 1988 Vales-Garcia و همکاران سویهی جدیدی از Pseudomonas که توانایی تجزیه نفتالین دارد را جداسازی کردند (García-González and Govantes et al 2003, 7). پس از آن در سال 1989, Cerniglia و همکاران متابولیسم ترکیبات آروماتیک چند حلقهای را در محیطهای آبی بررسی کردند (Heitkamp and Cerniglia 1989, 1989-1994), سپس Folsom و همکاران در سال 1990 تاثیر Pseudomonas cepacia را بر تجزیه فنل بررسی کرد (Folsom and Chapman et al 1990, 1279-1285). بررسی اثر سویههای Alcaligenesبر تجزیهزیستی ترکیبات آروماتیک همچون نفتالین, فنانترن یا پیرن توسطWeissenfels و همکاران در سال 1990انجام شد (Weissenfels and Beyer et al 1990, 6). پساز آن Grifoll و همکاران در سال 1992 باکتریهای تجزیه کننده فلورن را جداسازی و شناسایی کردند (Boldrin and Tiehm et al 1993, 1927-1930) و یکسال بعد Boldrin و همکاران در سال 1993 سویههایی از باکتری Mycobacterium با توانایی تجزیه فنانترن را جداسازی کردند (Boldrin and Tiehm et al 1993, 1927-1930). جداسازی سویه جدیدی از Pseudomonas با توانایی تجزیه فنل و ترکیبات فنلی توسط Powlowski و همکاران در سال 1994 انجام شد (Powlowski and Shingler et al 1994, 219-236). MacGillivray and Shiaris در همان سال چند میکروارگانیسم تجزیه کننده نفتالین شاملAlcaligenes denitrificans, Mycobacterium sp., Rhodococcus sp., Corynebacterium venale, Bacillus cereus, Moraxella sp., Streptomyces sp. را جداسازی کردند (Macgilliray and Shiaris 1994, 1154-1159) پس از آن طی تحقیقی Ahmed در سال 1995 تاثیر Pseudomonas aeruginosa را برتجزیه فنل بررسی کرد (Ahmeda and Nakhlaa et al 1995, 99-107). Kirk و همکاران در سال 1997تاثیر Ochromonas danica رابر تجزیه فنل بررسی کردند (Kirk and Ronald 1997, 133-139).
بررسی اثر Phanerochaet chrysosporium تجزیه فنل و ترکیبات فنلی توسط Perez و همکاران در سال 1997انجام شد (Perez and Benito et al 1997, 207-213), سپس اثر Rhodococcus spp بر تجزیه فنل و ترکیبات فنلی توسط Margesin و همکاران در سال 1997سنجیده شد (Margesin and Schinner 1997, 462-468) و پساز آن در همان سالAlcaligenes xylosoxidans Y234 بعنوان تجزیه کننده فنل توسطSung Ho وهمکاران معرفی شد (Sung Ho and Seung Ho et al 1997, 37-40) و نیز Arthobacter species بعنوان تجزیه کننده فنل توسط S.Kar و همکاران در سال مشابه معرفی گردید (Kar, Swaminathan et al. 1997). Bandhyopadhyay و همکاران در سال 1998 تاثیر Pseudomonas putida بر تجزیه فنل را بررسی کردند (Bandyopadhyay and Das et al 1998, 373-377). از طرفی Aitken و همکاران نیز در سال 1998 مشاهده کردند که Bacillus cereus در حضور نفتالین رشد میکند (Aitken and Stringfellow et al 1998, 743-752) در سال 2000 Kazunga و Aitken اعلام کردن که Sphingomonas yanoikayae R10 و Pseudomonas stutzeri P16و Pseudomonas stutzeri P15 و Bacillus cereus R1 توانایی تجزیه پیرن را دارا میباشند (Kazunga and Aitken 2000, 1917-1922.). Eduardo و همکاران در سال 2000 باکتری Alcaligenes faecali و مخمر Candida tropica را که قادر به تجزیه فنل بودند را گزارش کردند (Eduardo and Bastos et al 2000, 346-352) اثرNeptunomonas و Stenotrophomona بر تجزیه زیستی ترکیبات آروماتیک در سال 2000 توسط Ho و همکاران بررسی گردید (Ho and Jackson et al 2000, 100-112) یکسال بعد جداسازی سویه جدیدی از Pseudomonas با توانایی تجزیه فنل و ترکیبات فنلی توسط Gonzales و همکاران در سال 2001 به انجام رسید (Gonzalez et al 2001, 137-142) از طرفی Santos و همکاران در سال 2001 تاثیر Trichosporon species LE3 را بر تجزیه فنل بررسی کردند (Santos and Heilbuth et al 2001, 171-178). Aleksieva و همکاران نیز در سال 2002 تاثیر Trichosporon cutaneumR57 را بر تجزیه فنل بررسی کردند (Aleksieva et al 2002, 1215-1219). در همان سال Begona و همکاران در سال 2002 تاثیر Rhodococcus erythropolis UPV-1 را بر تجزیه فنل بررسی کردند (Begoña Prieto et al 2002, 1-11). اثر Cycloclasticus بر تجزیه زیستی ترکیبات آروماتیک در سال 2002 توسط Kasai و همکاران بررسی گردید (Kasai et al 2002, 5625-5633). بررسی اثر سویههای Rhodococcus, Aeromonas, Corynebacterium, Micrococcus بر تجزیه زیستی ترکیبات آروماتیک همچون نفتالین, فنانترن یا پیرن توسطSamante و همکاران در سال 2002 انجام شد (Samanta et al 2002, 243-248).